Руководство по Unreal Engine Nanite: детализированная геометрия в архитектурных сценах

Nanite — система Unreal Engine, которая обрабатывает геометрию мешей с помощью виртуализации. Согласно официальной документации Epic Games, при импорте геометрия анализируется и разбивается на кластеры треугольников; при рендеринге используются подходящие кластеры с учётом видимых в кадре камеры деталей, а данные подгружаются в память по мере необходимости. В этом руководстве функции Nanite и Static Mesh Editor, описанные в документации, рассматриваются с точки зрения архитектурной визуализации. В источниках не указана конкретная версия Unreal Engine, поэтому шаги не подразумевают совместимость с определённой версией.

1. Для каких объектов сцены можно использовать Nanite?

В отличие от традиционных методов обработки мешей, Nanite автоматически управляет уровнем детализации. Для статических мешей не нужно вручную создавать классические LOD: система динамически определяет количество полигонов с учётом разрешения экрана. Когда камера приближается к объекту, детализация может доходить до исходных треугольников импортированной модели. Благодаря этому в рабочем процессе можно использовать высокополигональные исходные модели, скульптурные формы и детализированную геометрию, например фотограмметрические сканы.

Epic Games относит к подходящим кандидатам объекты с большим количеством треугольников, треугольники которых занимают мало места на экране, объекты с многочисленными экземплярами в сцене, а также объекты, заслоняющие другую геометрию Nanite. В архитектурных проектах по этим критериям можно оценить детализированные элементы фасадов, повторяющиеся элементы окружения или модели, которые рассматриваются с близкого расстояния. Эти критерии помогают при выборе, но не гарантируют производительность.

Не следует считать, что Nanite обязательно улучшит результат для каждого объекта. Согласно примеру в документации, типичным исключением может быть сфера неба, которая встречается в сцене один раз, не заслоняет другие объекты и имеет крупные треугольники в кадре. Пригодность следует определять с учётом количества экземпляров, числа треугольников на меш, сложности материалов, выходного разрешения и оборудования.

2. Как включить Nanite?

При импорте новой модели можно использовать параметр Build Nanite. В документации также описаны способы включения Nanite для поддерживаемых ассетов, уже находящихся в проекте: массовое включение через Content Browser или настройка отдельных объектов в редакторе ассетов.

1. При импорте: установите флажок Build Nanite для поддерживаемой геометрии, которую планируется использовать с Nanite. Преобразование в Nanite требует времени для каждого меша; импорт и создание данных статического меша могут занять больше времени для высокодетализированных моделей.

2. Для нескольких ассетов: выберите подходящие статические или скелетные меши в Content Browser. В контекстном меню выберите Nanite > Enable.

3. Для одного статического меша: откройте модель в Static Mesh Editor. В разделе Nanite Settings панели Details установите флажок Enable Nanite Support.

4. При проверке вида: изучите модель и визуализаторы, связанные с мешем, в панели viewport Static Mesh Editor. Эта панель позволяет просматривать модель в обработанном виде или, при необходимости, в режиме каркасной сетки.

Меши с включённым Nanite по-прежнему остаются треугольными сетками; меняется способ хранения и обработки геометрии. Для каждого меша требуется отдельно включить соответствующий флаг. LOD статических мешей управляются автоматически, тогда как, согласно документации, для скелетных мешей используются LOD анимации, а не LOD геометрии.

3. Решения по импорту, освещению и хранению данных

При настройке импорта учитывайте подход проекта к освещению, выбирая параметр Generate Lightmap UVs. Epic Games рекомендует отключать его, если предварительно рассчитанное освещение с помощью Lightmass не используется. Импорт высокодетализированной геометрии с Nanite и создание данных статического меша могут занять время; кроме того, UV-координаты для lightmap добавляют отдельный UV-канал и могут существенно увеличить объём данных для плотных сеток. Поэтому рекомендация относится к проектам, которым не требуется предварительно рассчитанное освещение с помощью Lightmass.

Виртуальные текстуры не обязательны для Nanite, но Epic Games рекомендует их использовать. Высокая детализация геометрии Nanite также не отменяет всех ограничений сцены. Необходимо проверять сочетания контента и оборудования; при оценке производительности следует учитывать, в частности, сложность материалов и выходное разрешение.

В документации указан верхний предел в 16 миллионов экземпляров, которые могут находиться в сцене. Это число включает не только объекты с включённым Nanite, но и все экземпляры, потоково загружаемые в сцену. Кроме того, поддержка деформации в Nanite ограничена: Morph Targets не поддерживаются. В материалах можно использовать World Position Offset, но величину смещения необходимо ограничивать; система разбивает такие меши на небольшие кластеры и отсекает каждый из них отдельно.

4. Влияние на архитектурный и archviz-процесс

Nanite может повлиять на рабочие процессы архитектурных бюро и команд визуализации благодаря возможности использовать высокую детализацию исходной модели и сократить объём ручной подготовки LOD для статических мешей. Имеет смысл проверять его пригодность для детализированных поверхностей, видимых с близкого расстояния, и повторяющихся объектов окружения. Nanite поддерживает статические меши с глобальным освещением и отражениями Lumen, а также с виртуальными картами теней.

При этом нельзя утверждать, что каждая модель и каждый проект дадут одинаковый результат. Сначала можно сравнить варианты с включённым и отключённым Nanite на нескольких показательных объектах. При изменении времени импорта, структуры материалов, разрешения или целевого оборудования производительность следует проверять заново. Рекомендацию использовать SSD для хранилища при работе в реальном времени также следует учитывать при планировании; в документации это именно рекомендация, а не обязательное требование к оборудованию.

Частые ошибки

• Считать, что включение Nanite автоматически повысит производительность в любой сцене. Контент, сложность материалов, выходное разрешение и оборудование необходимо тестировать вместе.

• Менять настройку Generate Lightmap UVs, не проверив, требуется ли предварительно рассчитанное освещение с помощью Lightmass. Рекомендация отключить её относится только к случаям, когда такое освещение не используется.

• Думать, что Nanite поддерживает все виды деформации. Morph Targets не поддерживаются; использование World Position Offset ограничено.

• Воспринимать рекомендацию по SSD как обязательное требование или вовсе не учитывать потоковую загрузку данных. В документации SSD рекомендуется для хранилища при работе в реальном времени, а производительность предлагается измерять.

Поэтому перед тем, как распространять Nanite на весь проект, разумно начать с нескольких показательных объектов и сравнить время импорта, качество изображения и производительность.