Unreal Engine Virtual Shadow Maps : guide de réglage des ombres

Ce que vous apprendrez dans ce guide

Virtual Shadow Maps (VSM) est une méthode de génération de cartes d’ombres utilisée dans Unreal Engine pour produire des ombres haute résolution et détaillées. Selon la documentation d’Epic, le système vise notamment à créer des ombres adaptées au niveau de détail de la géométrie Nanite, tout en simplifiant la configuration. Ce guide explique dans quels types de scènes VSM est pertinent, où l’activer dans un projet et comment les sources lumineuses influencent l’aspect des ombres.

VSM n’est pas un simple réglage de qualité indépendant qui rendrait à lui seul les ombres « meilleures ». Le résultat dépend aussi de la mobilité des lumières, de la géométrie de la scène, de la distance d’ombre, de la taille des sources et des paramètres du projet. Il faut donc observer à la fois l’image et les performances lors de la mise en œuvre.

Prérequis et cas d’utilisation adaptés

Le guide officiel présente VSM avec Nanite Virtualized Geometry, Lumen Global Illumination and Reflections et World Partition d’Unreal Engine 5. VSM a été conçu pour être utilisé avec Nanite ; si la plateforme cible ou le projet n’utilise pas Nanite, Epic indique que cette méthode peut ne pas être adaptée. La première question à se poser est donc de savoir si la scène utilise Nanite.

Dans les projets Unreal Engine créés avant la version 5.0, VSM doit être activé séparément dans les paramètres du projet ou au moyen de la variable de console r.Shadow.Virtual.Enable. Dans les nouveaux projets, VSM est la méthode utilisée par défaut. Les sources ne mentionnant pas de carte graphique, de niveau matériel, de type de compte ou de condition d’achat spécifique, il ne faut pas supposer l’existence de telles exigences.

Lors du choix de la méthode d’ombrage, tenez également compte du type et de la mobilité des lumières. Dans Unreal Engine, les modes Static, Stationary et Movable déterminent l’utilisation des ombres précalculées et en temps réel. Lorsque VSM est activé, l’éclairage direct et les ombres des lumières Stationary sont calculés dynamiquement ; en l’absence de Lumen, les ombres entièrement précalculées des lumières statiques continuent, elles, de provenir des lightmaps.

Activer VSM et effectuer la configuration de base

1. Vérifiez la méthode d’ombrage du projet. Dans Project Settings, repérez l’option Shadow Map Method, dans la section Shadows sous Engine > Rendering. Vous pouvez ainsi vérifier si le projet utilise Virtual Shadow Maps ou la méthode traditionnelle Shadow Maps, utilisée dans les versions précédentes.

2. Activez VSM dans un ancien projet. Dans les projets créés avant Unreal Engine 5.0, sélectionnez VSM dans les mêmes paramètres du projet ou utilisez la variable de console r.Shadow.Virtual.Enable indiquée dans la documentation. Dans les nouveaux projets, VSM est déjà la méthode sélectionnée par défaut. Vérifier tout de même les paramètres du projet permet de savoir clairement quelle méthode est utilisée pendant le test.

3. Examinez l’utilisation de Nanite et le contenu de la scène. VSM a été conçu pour les géométries détaillées utilisées avec Nanite. Si Nanite est activé, tenez compte du fait que certaines méthodes employées avec les lumières Stationary et les cartes d’ombres traditionnelles ne sont pas prises en charge. Selon Epic, les projets contenant du Nanite doivent utiliser des Movable Lights ou VSM.

4. Réglez la taille des sources lumineuses. Source Radius influe sur la douceur des ombres des lumières ponctuelles et Spot, tandis que Source Angle joue ce rôle pour les Directional Lights. Une source de plus grand angle ou de plus grand rayon produit des ombres plus douces ; lorsque vous augmentez ces valeurs, évaluez à la fois le rendu et les performances. Les lumières locales n’ont pas de valeur Source Radius par défaut, tandis que les Directional Lights démarrent avec un faible Source Angle.

5. Comparez le comportement des ombres dans la scène. Depuis la même caméra, observez les objets proches et éloignés, les géométries fines et les points de contact. VSM génère les pages d’ombres en fonction de l’analyse de profondeur des pixels visibles à l’écran et met en cache les pages nécessaires d’une image à l’autre. Lorsque de nouvelles zones apparaissent à la suite d’un mouvement de caméra, il peut être nécessaire de générer des pages qui n’avaient pas encore été utilisées.

6. Familiarisez-vous avec SMRT pour évaluer la qualité des ombres douces. Shadow Map Ray Tracing utilise l’échantillonnage avec VSM afin de produire des ombres douces plus réalistes et un durcissement au contact. La qualité dépend de Source Radius pour les lumières locales et de Source Angle pour les Directional Lights. La documentation d’Epic précise que, lorsque l’échelle Shadows est réglée sur Epic, le nombre de rayons par défaut est de huit pour les lumières locales et directionnelles. Les variables de console permettent de réduire le nombre de rayons ou d’échantillons ; en diminuer le nombre peut réduire le coût en performances, mais aussi limiter la douceur des ombres ou rendre le bruit visible dans la pénombre.

Incidence sur les workflows d’architecture, d’intérieur et d’archviz

En visualisation architecturale, VSM peut servir à évaluer la cohérence des ombres dans les scènes comportant des éléments de façade détaillés, une géométrie dense et un éclairage en temps réel. Dans les scènes d’intérieur, il faut tester conjointement la taille de la source lumineuse, l’aspect des ombres de contact et la zone couverte par la lumière. Cette méthode ne remplace ni la modélisation ni la préparation des matériaux : elle fonctionne avec l’éclairage et la géométrie de la scène.

Dans les studios et les projets étudiants, il est utile de commencer par comparer les résultats sur une petite scène représentative : examinez un exemple utilisant Nanite avec VSM, puis, lorsque les conditions du projet le permettent, avec la méthode traditionnelle Shadow Maps. Les sources ne fournissant pas de recommandations matérielles spécifiques, les performances doivent être mesurées pour chaque machine et chaque scène. Vérifiez également l’incidence sur le rendu et le coût des lumières à grand rayon ou des pénombres excessivement douces. Si le projet doit être ouvert sur d’autres ordinateurs, assurez-vous que le choix de la méthode d’ombrage est cohérent dans les paramètres du projet.

Erreurs fréquentes

• Considérer automatiquement VSM comme la meilleure option pour tous les projets, y compris ceux qui n’utilisent pas Nanite. Epic indique que VSM peut ne pas convenir aux projets qui n’incluent pas Nanite.

• Évaluer l’ombre d’une lumière uniquement à l’aide de Source Radius ou Source Angle. Le type de lumière, la zone qu’elle couvre et la géométrie de la scène influencent le résultat.

• Réduire le nombre de rayons ou d’échantillons SMRT sans vérifier la qualité. Moins de rayons peuvent créer du bruit dans la pénombre ; moins d’échantillons de cartes d’ombres limitent la douceur obtenue.

• Utiliser sans limite des valeurs très élevées pour Source Radius ou Source Angle. Epic indique que des valeurs excessives peuvent affecter les performances et entraîner des artefacts visuels lorsque la caméra s’approche de la pénombre de l’ombre.

• Supposer que les lumières Stationary conservent leur ancien comportement d’ombrage lorsque VSM est activé. Dans ce cas, l’éclairage direct et les ombres sont évalués dynamiquement.

Étapes suivantes

Commencez par vérifier les paramètres du projet et l’utilisation de Nanite, puis comparez l’aspect des ombres en modifiant la taille de la source avec la même caméra et la même configuration d’éclairage. Lorsque vous ajustez les paramètres pour améliorer la qualité des ombres, consignez à la fois les différences visuelles et les performances. Pour des réglages plus précis, consultez les sections du guide VSM d’Epic consacrées aux variables de nombre de rayons et d’échantillons SMRT. Gardez également à l’esprit que la structure des clipmaps diffère dans les scènes où les lumières directionnelles couvrent de grandes zones et que, pour les lumières locales, l’organisation des cartes est propre à chaque lumière.

Source et licence

Ce guide est adapté en turc à partir des pages de documentation d’Epic Games « Virtual Shadow Maps in Unreal Engine » et « Shadowing in Unreal Engine ». Les deux sources sont indiquées comme librement sous licence dans la liste des sources.