Las sombras hacen que los objetos se sientan arraigados en el entorno. Dan al espectador una sensación de profundidad y espacio. La sombra es compatible con todos los tipos de luces disponibles y está determinada por la movilidad de una luz.
Métodos de sombreado admitidos
El tipo de sombreado utilizado por una luz viene determinado por el ajuste de su movilidad: Estática, Estacionaria o Móvil. La movilidad es el principal factor que determina si una luz debe proyectar una sombra precalculada en una textura llamada mapa de luz, una sombra dinámica generada en tiempo real o una que utilice una combinación de sombras precalculadas y dinámicas.
La movilidad de una luz puede ajustarse independientemente de las demás luces del nivel, lo que significa que puedes utilizar cualquier combinación de movilidades para iluminar la escena.
Puedes utilizar los siguientes métodos de sombreado:
Algunos requieren que se activen opciones de la configuración del proyecto o que se activen propiedades adicionales en la luz para funcionar.
- Mapeado de sombras
- El método de sombreado predeterminado que renderiza la geometría en mapas de profundidad de sombras. Este método de sombreado funciona en todas las plataformas que admiten el sombreado dinámico, pero requiere la configuración manual de las distancias de sombreado y solo sombrea por componente, lo que provoca un bajo rendimiento con escenas de muchos polígonos. Además, no es compatible con la geometría Nanite.
- Mapas de sombras virtuales
- Este método de sombreado renderiza la geometría en mapas de profundidad de sombras virtualizados. Proporciona sombras de alta calidad para proyectos de nueva generación con una configuración simplificada. Tiene una alta eficiencia de eliminación cuando se utiliza con la geometría Nanite.
- Sombras trazadas por rayos
- Este método traza un número determinado de muestras por píxel utilizando trazado de rayos por hardware con algoritmos de eliminación de ruido para renderizar sombras trazadas por rayos de alta calidad en tiempo real.
- Sombras de campo de distancia
- Este método utiliza campos de distancia con signo por malla estática y se utiliza el trazado de rayos por software de Lumen para sombras dinámicas de zonas suaves.
- Sombras precalculadas con Lightmass
- Este método utiliza los datos de iluminación de la escena para generar texturas de mapa de luz que se aplican a la geometría estática del nivel. La geometría requiere una configuración adicional con UV de mapa de luz adecuados. El precálculo de la iluminación de la escena puede variar en función de las especificaciones del equipo, la complejidad de la escena y otros factores a la hora de determinar cuánto tiempo llevará la construcción de la luz.
Luz estática y estacionaria - Previsualizar sombreado
Al editar una luz con su movilidad establecida en Estacionaria o Estática, la luz se considera no construida. La opción Previsualizar sombreado está activada para darte una idea del aspecto que tendrán las sombras cuando se reconstruya la iluminación, pero no son representativas del resultado final.
Para indicar que en realidad es una previsualización del sombreado, las sombras de estas luces se muestran en el editor de niveles con el texto Previsualización.
El texto de previsualización sobre las sombras solo es visible mientras trabajas en el editor de niveles. Si inicias tu proyecto en los modos Reproducir en el editor (PIE) o Juego independiente, no aparecerá ningún texto sobre las sombras no construidas.
Para resolver las sombras de previsualización, tendrás que crear una iluminación. Utiliza el menú principal para seleccionar Construir > Construir todos los niveles e iniciar una construcción de iluminación.
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| Sombras de escena construidas | Previsualización de sombras |
La previsualización de sombras puede desactivarse mientras trabajas en el editor desmarcando el indicador de previsualización de sombras en el menú Mostrar > Visualizar de del visor del nivel.
Configurar las propiedades de sombreado de las luces
Las siguientes propiedades se pueden encontrar en los tipos de luces disponibles.
Se puede acceder a las propiedades a través del panel Detalles del nivel cuando se selecciona una luz.
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| Luz direccional | Luz del cielo | Luz puntual | Foco de luz | Luz rectangular |
Haz clic en las imágenes para verlas a tamaño completo.
Ángulo, radio, altura y anchura de la fuente
Cada tipo de luz tiene una opción para ajustar el ángulo, el radio o la altura y anchura de su fuente de luz para controlar el tamaño y la forma de las sombras que proyecta. Los ángulos, radios, alturas y anchuras mayores suavizan las sombras de los objetos sobre los que incide la luz.
En los ejemplos siguientes, el foco de luz izquierdo no tiene especificado ningún radio de fuente y produce sombras nítidas. El foco de luz derecho tiene especificado un radio de fuente moderado que suaviza las sombras de esa luz en función de su distancia a los objetos.
Cuando observas los focos de luz en la ventana del editor de niveles, puedes ver que el radio de fuente de la luz está representado por la esfera amarilla del foco de luz de la derecha.
Los focos de luz, las luces puntuales y las rectangulares tienen un tamaño de fuente visible que se actualiza en tiempo real mientras se editan.
Las luces puntuales y los focos de luz tienen una opción adicional para controlar la longitud del radio de fuente con la propiedad Longitud de fuente, lo que permite crear formas de luz cilíndricas como una luz de tubo.
Radio de atenuación
El radio de atenuación de las luces puntuales, los focos de luz y las luces rectangulares permite establecer un área delimitada a la que afectará esta luz. Aunque esto no es físicamente exacto, es importante para fijar los límites de las luces dinámicas que proyectan sombras para y mantener el rendimiento.
En los ejemplos siguientes, el foco de luz de la izquierda tiene un radio de atenuación menor que el de la derecha. Observa cómo la luz solo afecta a la zona situada en el punto más alejado de su radio.
Cuando las luces están seleccionadas, puedes ver cómo la distancia del radio de atenuación afecta a los objetos que están dentro de su área y no hace sombra a los objetos que están fuera de su alcance.
Proyectar sombras
Proyectar sombra controla si la luz seleccionada debe aportar sombras a la escena.
Izquierda, proyección de sombras activada; Derecha, proyección de sombras desactivada.
Sombreado volumétrico
La intensidad de dispersión volumétrica escala la intensidad de la niebla y el color de la luz cuando está activada. Permite que una luz contribuya más a la niebla sin tener que aumentar directamente su intensidad.
Las luces contribuyen a la niebla volumétrica cuando están activadas para la escena.
Puedes controlar la contribución de las luces individuales a la niebla volumétrica con la opción Intensidad de dispersión volumétrica. Por defecto, las sombras volumétricas están desactivadas para las luces, pero pueden activarse con Proyectar niebla volumétrica.
Iluminación global - Iluminación indirecta
La iluminación global proporciona una iluminación indirecta de una escena a partir de la luz que incide sobre una superficie y rebota dentro de un espacio. Proporciona una iluminación de relleno y una sombra suave de las superficies para situar los objetos dentro del espacio. Unreal Engine admite iluminación indirecta con iluminación global incorporada precalculada de Lightmass, y dinámicamente con Lumen y con Screen Space iluminación global.
La movilidad de una luz determina a qué método debe contribuir una luz (en algunos casos).
Escena que muestra la iluminación indirecta en tiempo real con la iluminación global dinámica Lumen.
Algunos métodos de iluminación global dinámica no pueden combinarse con otros precalculados, como Lumen con iluminación global incorporada. Sin embargo, pueden trabajar juntos, por ejemplo utilizando el trazado de rayos por hardware con iluminación global incorporada.
Compensación de sombra
Cuando se utiliza el método de mapeado de sombras predeterminado, el mapa de sombras generado para sombrear recursos en el nivel se establece por luz para mantener un equilibrio entre rendimiento y calidad de sombreado. Los mapas de sombras tienen algunas limitaciones, como el facetado en superficies geométricas curvas o los artefactos de autosombreado, que pueden ajustarse utilizando las propiedades de Compensación de sombra que se encuentran en las luces.
La compensación de sombra es un conjunto de propiedades por luz que ayudan a mejorar la precisión del autosombreado y el endurecimiento por contacto de una fuente de luz. Los ajustes de polarización son útiles para encontrar un equilibrio entre la precisión en un área y la reducción de los artefactos de autosombreado en otra.
Para obtener más información, consulta luces móviles.
Sombras de contacto
Las sombras de contacto son una característica aditiva por luz que se utiliza además de otros métodos de sombreado empleados por las luces. Es un efecto de espacio en pantalla que dibuja rayos desde la posición de un píxel hacia la fuente de luz a través del búfer de profundidad de la escena. Por tanto, ayuda a mejorar el endurecimiento del contacto y la precisión de las sombras en algunos casos, pero está limitado por lo que es visible dentro de la vista actual de la cámara.
Utiliza la propiedad Longitud de sombras de contacto para definir su longitud: un valor de 1 equivale a toda la pantalla, 0,5 a la mitad de la pantalla y 0 significa que está desactivado. Los valores más bajos producen menos ruido y pueden parecer más precisos según la escena.
Configuración de Lightmass
La configuración de Lightmass de una luz afectan a la iluminación precalculada cuando la movilidad de la luz se establece como Estática o Estacionaria y se ha completado una construcción de iluminación.
Estos ajustes controlan la suavidad de la sombra con el ángulo de la fuente para luces direccionales, cuánto afecta la saturación de esta luz a la iluminación indirecta y la caída de las penumbras de sombra con un exponente de sombra.
Sombreado con materiales y texturas
Las luces pueden utilizar funciones de luz y Perfiles de luz IES para definir mejor los aspectos de las luces y sus sombras.
Las funciones de Luz son un tipo de material que puede aplicarse a luces no asignadas, como las luces móviles y la iluminación directa de las luces estacionarias para filtrar la intensidad de una luz, pero no su color. También puede utilizarse para aplicar una textura animada a la fuente de luz. Por ejemplo, simular sombras de nubes en movimiento desde una luz direccional.
Los perfiles de luz IES son texturas que describen la distribución de la luz de una fuente luminosa utilizando datos medidos en el mundo real. Son un método estándar de la industria de la iluminación para diagramar el brillo y la caída de las luces tal y como existe en una luminaria concreta.
Sombreado de campo de distancia
Los campos de distancia de malla tienen diversos usos, desde la creación de sombras hasta la creación de materiales interactivos e iluminación indirecta dinámica y reflejos con Lumen.
Se utiliza una representación de campo de distancia de malla de una malla estática para producir sombras suaves de una fuente de luz móvil cuando está activada la propiedad Sombras de campo de distancia.
Este método de sombreado es similar a otros métodos, como el trazado de rayos por hardware y los mapas de sombras virtuales donde el ángulo, radio o tamaño de la fuente controlan la penumbra de sombra.
Izquierda, mapas de sombras; Derecha, sombras de campos de distancia de malla.
Luz direccional
Las luz direccional contiene ajustes exclusivos relevantes para esta fuente de luz para simular la iluminación de grandes entornos.
Sombreado de nubes y atmósfera
En la sección Atmósfera y nubes de la luz, hay ajustes y propiedades que afectan al modo en que esta fuente de luz interactuará con la atmósfera del cielo y las nubes volumétricas, como hacer que el sol afecte a la atmósfera y las nubes, proyectar sombras desde o sobre las nubes, y la calidad de las sombras, por nombrar algunas.
Mapas de sombras en cascada
Los mapas de sombras en cascada dividen el campo de visión de la vista de la cámara en diferentes cascadas (o niveles de detalle de las sombras) para obtener sombras dinámicas de toda la escena. Esto optimiza las sombras en distancias mayores para proporcionar calidad donde se necesita: mayor calidad cerca de la posición de la cámara, menor calidad más lejos de la posición de la cámara.
La configuración que se encuentra en la sección Mapas de sombras en cascada especifica el número de cascadas a utilizar, su distancia máxima, dónde distribuir la calidad y dónde debe estar la transición entre cada cascada.
Los mapas de sombras en cascada tienen una distancia máxima que tú especifiques. Pero cuando necesites sombrear objetos más grandes, puedes utilizar las cascadas de sombras lejanas para habilitar el arte de sombrear a distancias más lejanas. Sin embargo, la única diferencia aquí es que tienes que habilitar los recursos especificados que quieras que tengan sombra a esta distancia. Puedes hacerlo seleccionando un actor en el nivel y activando Sombra lejana en ese recurso.
Opciones de rendimiento y optimización de las sombras
El rendimiento de las sombras puede depender en gran medida del método de sombreado empleado en tu proyecto.
Las propiedades mencionadas en esta sección son puntos de partida para optimizar la iluminación dentro de una escena, especialmente para las luces dinámicas, donde algunos métodos de sombreado son más costosos, como el mapeado de sombras predeterminado.
- El radio de atenuación de las luces puntuales, los focos de luz y las luces rectangulares es importante para controlar no solo dónde está la luz dentro de la escena, sino también para limitar el número de objetos que hay que sombrear, lo que puede encarecerlos para algunos métodos de sombreado, especialmente el método de mapeado de sombras predeterminado.
- Desactivar Proyectar sombras en las luces dinámicas puede mejorar el rendimiento si las sombras no contribuyen mucho a la escena, la luz afecta a muchos objetos con un radio de atenuación grande o los recursos tienen muchos detalles geométricos. Esto afecta sobre todo a los métodos iluminados mediante el mapeado de sombras tradicional, pero es importante tenerlo en cuenta para cualquier luz dinámica con el fin de reducir el coste de fotogramas.
- Establecer una distancia máxima de trazado en una luz limitará su contribución de sombra dinámica hasta ese punto. Para escenas en las que tengas muchas luces pequeñas o medianas afectando a una zona, esto puede ayudar a reducir el coste de fotogramas. Si utilizas la opción de rango de desvanecimiento máximo además de la distancia de extracción máxima, esa luz se desvanecerá con el tiempo para que no aparezca y desaparezca bruscamente.
- El método de sombreado del mapa de sombras es producto del equilibrio entre calidad y rendimiento. A veces, interesa cambiar rendimiento por un poco de calidad. La propiedad Resolución del mapa de sombras te permite aumentar el mapa de sombras de la luz seleccionada para cambiar calidad por rendimiento.
- Al utilizar sombras de trazado de rayos por hardware puedes ajustar la propiedad Muestras por píxel en la sección Trazado de rayos para aplicar más muestras a las sombras trazadas por rayos de la luz. Menos muestras reducen la calidad y mejoran el rendimiento, mientras que más muestras mejoran la calidad (hasta cierto punto con el algoritmo de eliminación de ruido), pero es más costoso.