Коротко
- VSM — метод создания теней высокого разрешения в Unreal Engine 5, рассчитанный на совместное использование с Nanite, Lumen и World Partition.
- В новых проектах VSM используется по умолчанию; в проектах, созданных до Unreal Engine 5.0, его нужно включить отдельно.
- VSM разбивает карты теней на страницы размером 128 × 128 пикселей, создаёт необходимые для отображения страницы и кэширует их между кадрами.
- Мягкость теней на локальных источниках света регулируется параметром Source Radius, а на Directional Light — параметром Source Angle.
Что вы узнаете из этого руководства?
Virtual Shadow Maps (VSM) — метод построения карт теней в Unreal Engine, предназначенный для создания теней высокого разрешения с высокой детализацией. Согласно документации Epic, система рассчитана прежде всего на тени, соответствующие уровню детализации геометрии Nanite, и более простой процесс настройки. В этом руководстве мы разберём, в каких сценах VSM уместны, где включить их в проекте и как параметры источников света влияют на характер теней.
VSM — не отдельный переключатель качества, который сам по себе делает тени «лучше». Результат нужно оценивать с учётом подвижности источников света, геометрии сцены, дальности отбрасывания теней, размера источника и настроек проекта. Поэтому при выполнении описанных шагов важно следить как за изображением, так и за производительностью в рабочем процессе.
Требования и подходящие сценарии использования
В официальном руководстве VSM рассматриваются в связке с Nanite Virtualized Geometry, Lumen Global Illumination and Reflections и World Partition в Unreal Engine 5. VSM разработаны для использования с Nanite; Epic отмечает, что этот метод может не подойти, если целевая платформа или проект не используют Nanite. Поэтому сначала стоит выяснить, применяется ли Nanite в сцене.
В проектах, созданных до Unreal Engine 5.0, VSM необходимо включить отдельно в настройках проекта или с помощью консольной переменной r.Shadow.Virtual.Enable. В новых проектах VSM используются по умолчанию. В источниках не указаны конкретная видеокарта, уровень аппаратного обеспечения, тип учётной записи или условия покупки, поэтому считать их требованиями не следует.
Выбирая метод построения теней, также учитывайте тип и подвижность источников света. В Unreal Engine статус источника — Static, Stationary или Movable — влияет на использование заранее рассчитанных и динамических теней. При включённых VSM прямое освещение и тени от источников Stationary рассчитываются динамически; полностью запечённые тени от статических источников продолжают поступать из lightmap, если Lumen не используется.
Включение VSM и базовая настройка
Проверьте, какой метод построения теней выбран в проекте. В разделе Engine > Rendering окна Project Settings найдите параметр Shadow Map Method в блоке Shadows. Здесь можно проверить, используются ли в проекте Virtual Shadow Maps или традиционные Shadow Maps, применявшиеся в предыдущих версиях.
Включите VSM в старом проекте. В проектах, созданных до Unreal Engine 5.0, выберите VSM в тех же настройках проекта или воспользуйтесь указанной в документации консольной переменной
r.Shadow.Virtual.Enable. Согласно документации, в новых проектах VSM уже выбраны по умолчанию; всё же проверьте настройки проекта, чтобы точно знать, какой метод используется во время тестирования.Проверьте использование Nanite и содержимое сцены. VSM рассчитаны на работу с Nanite и геометрией высокой детализации. Если используется Nanite, учитывайте, что некоторые методы, применявшиеся с традиционными картами теней и источниками Stationary, не поддерживаются. По данным Epic, в проектах с Nanite следует использовать Movable Lights или VSM.
Настройте размер источника света. У источников Point и Spot параметр Source Radius, а у Directional Light — Source Angle влияют на мягкость теней. Чем больше радиус или угол источника, тем мягче тень; повышая эти значения, одновременно оценивайте изображение и производительность. У локальных источников света по умолчанию нет значения Source Radius, а Directional Light начинает работу с небольшим Source Angle.
Сравните поведение теней непосредственно в сцене. С одной и той же точки обзора проверьте ближние и дальние объекты, тонкие элементы геометрии и контактные тени. VSM строят страницы теней на основе анализа глубины пикселей, видимых на экране; нужные страницы кэшируются между кадрами. Когда при движении камеры становятся видны новые области, может потребоваться создание страниц, которые раньше не использовались.
При оценке качества мягких теней учитывайте SMRT. Shadow Map Ray Tracing использует выборку вместе с VSM, чтобы создавать более реалистичные мягкие тени и эффект контактного ужесточения. Качество зависит от Source Radius у локальных источников света и Source Angle у Directional Light. В документации Epic сказано, что при уровне масштабирования Shadows Epic количество лучей по умолчанию для локальных и направленных источников света составляет восемь. Число лучей или выборок можно уменьшить с помощью консольных переменных: это снижает затраты на производительность, но может ограничить мягкость теней или сделать заметным шум в полутени.
Влияние на рабочий процесс в архитектуре, интерьерах и archviz
В архитектурной визуализации VSM можно использовать для оценки стабильности теней в сценах с детализированными элементами фасадов, плотной геометрией и динамическим освещением. В интерьерах следует одновременно тестировать размер источника света, вид контактных теней и область, охватываемую светом. Этот метод не заменяет моделирование или подготовку материалов, а работает вместе с освещением и геометрией сцены.
В студиях и учебных проектах полезно сначала сравнить результаты на небольшой репрезентативной сцене: протестировать с VSM пример с Nanite, а при подходящих условиях проекта — также с традиционными Shadow Maps. Поскольку источники не содержат рекомендаций по конкретному оборудованию, производительность нужно измерять для каждой машины и сцены отдельно. Также отдельно проверьте стоимость и визуальный эффект от источников с большим радиусом или чрезмерно мягких полутеней. Если проект будут открывать на других компьютерах, убедитесь, что выбранный метод построения теней согласован в настройках проекта.
Распространённые ошибки
Считать VSM автоматически лучшим выбором для любого проекта, в котором не используется Nanite. Epic отмечает, что для целей без Nanite этот метод может не подойти.
Оценивать тень источника света только по параметру Source Radius или Source Angle. На результат влияют тип источника, охватываемая им область и геометрия сцены.
Уменьшать количество лучей или выборок SMRT, не проверяя качество. Меньшее число лучей может создавать шум в полутени, а меньшее количество выборок карты теней ограничивает доступную мягкость теней.
Бесконтрольно увеличивать Source Radius или Source Angle. Epic предупреждает, что чрезмерные значения могут повлиять на производительность и привести к визуальным артефактам, когда камера приближается к полутени.
Предполагать, что при включённых VSM источники Stationary сохранят прежнее поведение теней. В этом случае прямое освещение и тени рассчитываются динамически.
Что делать дальше
Сначала проверьте настройки проекта и использование Nanite, затем сравните характер теней, меняя размер источника при неизменных положении камеры и схеме освещения. Изменяя параметры для повышения качества теней, фиксируйте и разницу в изображении, и производительность. Для более точной настройки изучите разделы руководства Epic по VSM, посвящённые переменным количества лучей и выборок SMRT. Также учитывайте, что в сценах с направленными источниками света, охватывающими большие области, используется структура clipmap, а у локальных источников света карты организованы по-другому — отдельно для каждого источника.
Источник и лицензия
Это руководство адаптировано на турецкий язык по страницам документации Epic Games «Virtual Shadow Maps in Unreal Engine» и «Shadowing in Unreal Engine». В списке источников обе страницы указаны как распространяемые по свободной лицензии.
Источники
Источников: 2Тексты источников не перепечатываются; короткие цитаты отмечены, остальное — наш пересказ и комментарий.
Для архитектурных бюро и команд визуализации в Турции практическая ценность VSM заключается в том, что метод упрощает настройку теней в сценах реального времени с Nanite и позволяет получать результаты, совместимые с геометрией высокой детализации. Однако это не следует автоматически трактовать как прирост производительности в каждом проекте: результат зависит от структуры сцены, настроек освещения и оборудования.
Студентам и небольшим командам стоит сначала провести тест на примерной сцене на своих компьютерах, а при настройке мягких теней осторожно менять значения Source Radius и Source Angle. В источниках не приводятся сведения о стоимости лицензии или требованиях к оборудованию; перед сдачей проекта важно проверить совместимость выбранного метода построения теней и условий использования Nanite с рабочими средами остальных участников команды.
Частые вопросы
Как включить Virtual Shadow Maps в Unreal Engine?
В Project Settings откройте раздел Engine > Rendering и проверьте параметр Shadow Map Method в блоке Shadows. В проектах, созданных до Unreal Engine 5.0, VSM нужно включить отдельно; в новых проектах они используются по умолчанию.
Можно ли использовать Virtual Shadow Maps без Nanite?
VSM разработаны для использования с Nanite. Epic отмечает, что этот метод может не подойти для целевых платформ или проектов, в которых Nanite не используется.
Какая настройка отвечает за мягкость теней VSM в Unreal Engine?
Мягкость теней от локальных источников света регулируется параметром Source Radius, а от Directional Light — Source Angle. Настройки выборки Shadow Map Ray Tracing также могут влиять на качество и затраты производительности.
