Componente de Nube volumétrica

El componente Nube volumétrica es un sistema de renderizado de nubes basado en la física que utiliza un enfoque basado en materiales para ofrecer a artistas y diseñadores la libertad de crear cualquier tipo de nubes que necesiten para sus proyectos. El sistema de nubes permite realizar configuraciones dinámicas en función de la hora del día, que se complementan con la Atmósfera del cielo y el Sky Light mediante el modo de captura en tiempo real. El sistema ofrece nubes escalables, definidas por el artista, que pueden adaptarse a proyectos que incluyen vistas del suelo, vuelos y transiciones del suelo al espacio exterior.

¿Cómo se renderizan las nubes?

Hasta ahora, el renderizado de nubes en tiempo real para juegos y cinemáticas se realizaba, principalmente, con materiales estáticos aplicados a una malla de cúpula del cielo o con un método similar. Ahora, el sistema de nubes volumétricas utiliza una textura de volumen tridimensional ray-marched para representar las capas de las nubes en tiempo real. El enfoque basado en los materiales ofrece a los artistas y diseñadores mayor flexibilidad para crear nubes que puedan desplazarse por el cielo, de cualquier tipo, y que se adapten a las distintas horas del día.

En las secciones siguientes, se analizan y desglosan los elementos del sistema de nubes que contribuyen a su renderización en tiempo real.

Ray-marching el volumen de las nubes

Los medios participantes que forman las nubes requieren simulaciones complejas de iluminación que no se pueden realizar o que resultan demasiado costosas para la simulación en tiempo real con hardware de consumo. El sistema Nube volumétrica utiliza el ray-marching y la aproximación para simular el renderizado de nubes y obtener un rendimiento escalable en tiempo real en diversas plataformas y dispositivos compatibles. De este modo, es posible realizar simulaciones de la hora del día en tiempo real que incluyan el efecto de dispersión múltiple de la luz, las sombras de las nubes y sobre las nubes, la contribución de la luz del suelo a la capa inferior de las nubes, etc.

Dispersión múltiple de la luz

Los rayos de luz que se desplazan por un volumen pueden dispersarse en las partículas que contiene antes de llegar al ojo o al sensor de una cámara. Este efecto de la luz se denomina dispersión múltiple, y es lo que define el aspecto diferenciado de las nubes. En una nube, las gotas que la componen suelen dar lugar a un albedo cercano al valor 1: esto implica que la luz casi nunca se absorbe dentro del volumen. La luz que no se absorbe atraviesa el volumen, lo que hace que el efecto de dispersión sea muy complejo en el proceso. El efecto de dispersión múltiple de los medios participantes afecta al recorrido de la luz a través del volumen de las nubes; es lo que hace que parezcan brillantes y, al mismo tiempo, muy espesas.

La complejidad de la dispersión múltiple en el renderizado en tiempo real se resuelve mediante una aproximación a la dispersión realista trazando múltiples octavas (o pasos) de transmitancia de la luz en el material volumétrico. La expresión Salida volumétrica avanzada de materiales permite establecer el número de octavas utilizadas junto con la cantidad de contribución de dispersión múltiple, oclusión y excentricidad que se produce.

En el siguiente ejemplo, se muestra la diferencia entre no utilizar ninguna octava (dispersión simple), una octava y dos octavas de aproximación de dispersión múltiple. Las octavas altas aplican aproximaciones de dispersión adicionales al material de la nube, pero encarecen el sombreador en el proceso.

Para los proyectos de juegos, se recomienda utilizar solo una octava de dispersión múltiple de la luz por cuestiones de rendimiento. Sin embargo, puedes usar valores altos de Contribución y bajos de Oclusión en la expresión Material volumétrico avanzado en tu material de nube para lograr un efecto similar sin afectar al rendimiento. Consulta la sección Material volumétrico que aparece a continuación.

Vista del suelo:

Vista de mayor altitud:

Sombras y oclusión de las nubes

Un aspecto importante de las nubes es cómo ocluyen la luz y proyectan sombras sobre las superficies. Las sombras y la oclusión de las nubes se controlan, principalmente, mediante las luces de la atmósfera y el material volumétrico utilizado para representar la nube. Estos componentes te permiten controlar diferentes elementos que definirán el aspecto de tus nubes, como los rayos de luz solar o el autosombreado de las nubes.

Ray-marching de volumen y mapas de sombras

Existen dos modos de sombreado de nubes que se pueden cambiar en el material de nubes utilizado: el predeterminado Ray-marched y los Mapas de sombras Beer (BSM).

• El Ray-marching de la sombra volumétrica utiliza un ray-marching secundario para obtener sombras nítidas y coloridas, pero tiene limitaciones en cuanto a la distancia a la que se pueden trazar las sombras debido al número limitado de muestras que se pueden utilizar. Las sombras ray-marched son útiles para las transiciones entre el suelo, el cielo y el espacio, aunque son más costosas.
• Los Mapas de sombras Beer utilizan mapas de sombras en cascada a fin de admitir distancias de sombras lejanas para las nubes y proyectar sombras en el suelo. También son más rápidos de renderizar, pero son menos precisos y carecen de color de autosombreado volumétrico. Los mapas de sombras Beer suelen ser suficientes para las nubes vistas desde el suelo.

En el caso de las plataformas de consola, como Xbox One y PlayStation 4 u otros sistemas que utilizan especificaciones similares, se recomiendan los mapas de sombras Beer para el sombreado de nubes.

Alterna entre estos modos dentro de tu material volumétrico de nube añadiendo una expresión Salida volumétrica avanzada de materiales a tu gráfico de materiales. Con el nodo seleccionado, activa la casilla Ray-marching de la sombra volumétrica del panel Detalles para cambiar entre dos tipos de sombreado.

Sombras e interacciones de la luz direccional

Las luces de la atmósfera, como las del sol y la luna, permiten controlar las nubes y las sombras de la atmósfera. Con ellas, puedes controlar la intensidad de las sombras, la distancia a la que se producen las sombras de las nubes desde la posición actual de la cámara (en kilómetros) y si las nubes pueden autosombrearse y proyectar sombras en la atmósfera, por nombrar algunas.

Al habilitar Proyectar sombras de nubes en una luz atmosférica, podrás hacer que el volumen de nubes sombree elementos de la escena y proyecte rayos de luz solar (también llamados Rayos de Dios) dentro de la atmósfera, donde el componente Atmósfera del cielo definirá los rayos de luz solar.

La Escala de resolución del mapa de sombras de la nube determina la resolución y el costo de rendimiento de los rayos de luz solar. Al reducir el radio del mapa de sombras de la nube alrededor de la cámara con la propiedad Extensión de la sombra de la nube, podrás enfocar la resolución del mapa de sombras para obtener resultados mejores y más nítidos.

La proyección de sombras sobre la atmósfera y las nubes desde objetos opacos se habilita con Proyectar sombras sobre la atmósfera y Proyectar sombras sobre las nubes. El sombreado de objetos grandes se logra utilizando una Distancia de sombras dinámicas lo suficientemente amplia o una Distancia de sombras lejanas en la Luz direccional para sombrear objetos que habiliten el indicador Sombra lejana en sus detalles.

La simulación de la dispersión múltiple de la luz dentro de los medios participantes utilizando la aproximación de octavas puede dar lugar a que se pierda algo de energía. La propiedad de luz de la atmósfera Escala de luminancia de dispersión de las nubes ofrece un buen equilibrio que permite escalar la contribución de la luz mediante un selector de color, lo que hace posible obtener una dispersión de la luz más interesante y natural sin el costo añadido.

A continuación, se muestran algunos ejemplos con diferentes escalas de luminancia de dispersión de nubes.

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Captura de Sky Light en tiempo real

El componente Sky Light ofrece un modo de Captura en tiempo real que controla las interacciones con la atmósfera, las nubes, la niebla de altura y las mallas opacas que utilizan un material sin iluminación etiquetado como Es cielo. Este modo permite crear simulaciones dinámicas y naturales de la hora del día sin necesidad de sacrificar el rendimiento.

Obtén más información sobre el modo de Captura en tiempo real y otras optimizaciones en la página de Sky Light.

Oclusión ambiental de nubes con iluminación del cielo

Las sombras ambientales tenues son un elemento importante a la hora de definir el aspecto natural de las nubes. El componente Sky Light utiliza las propiedades Oclusión ambiental de nubes para controlar cuánta luz pueden bloquear las nubes proveniente de la contribución de las luces del cielo y la atmósfera. Estas propiedades se encuentran en la sección Atmósfera y nubes en el panel Detalles del Sky Light.

En la siguiente comparación, la oclusión ambiental se habilita con mayor intensidad, lo que controla la contribución de luz de las luces del cielo y la atmósfera al disminuir progresivamente la cantidad de dispersión múltiple de luz que se produce.

La contribución del Sky Light de OA sobre la atmósfera y las nubes puede describirse de la siguiente manera:

• Costos del trazado de sombras:
  • Al utilizar el marching secundario por muestra, el costo depende de los valores configurados en el componente Nube volumétrica con Escala de recuento de muestras de la vista de sombras.
  • Cuando la nube muestrea el Mapa de sombras de luz direccional Beer (que también se utiliza para proyectar sombras en las mallas), se realiza una única evaluación del mapa de sombras en cada posición ray-marched. La generación del Mapa de sombras Beer se realiza a partir de la información procedente de la configuración en el componente Luz direccional con Escala de recuento de muestras de rayos de sombras de nubes.

Cómo configurar y utilizar las nubes volumétricas

El sistema de nubes volumétricas es una parte esencial de los componentes atmosféricos disponibles que conforman el cielo y la atmósfera del planeta. En las siguientes secciones, podrás empezar a configurar y utilizar estos componentes junto con el sistema de nubes.

Configuración inicial del nivel

Crea un nuevo nivel (o utiliza uno existente) con los siguientes componentes:

• Una Luz Direccional con Luz solar atmosférica habilitada para representar el sol o la luna.
• Un componente Atmósfera del cielo para representar la atmósfera del planeta.
• Un Sky Light con Captura en tiempo real habilitada opcionalmente si quieres utilizar una simulación dinámica de la hora del día.
• Un componente Nube volumétrica con un material volumétrico asignado para representar las nubes del cielo.

Simplifica la creación y edición de los componentes atmosféricos dentro de tu nivel utilizando el Mezclador de luz ambiental. Ofrece los ajustes pertinentes para cada componente dentro de un único panel.

Para obtener más información, consulta Mezclador de luz ambiental.

Calidad de los reflejos de nubes del Sky Light

El componente Sky Light ofrece reflejos de escena para nubes volumétricas. El componente Nube volumétrica permite controlar la cantidad de muestras utilizadas para el trazado de rayos en las superficies de reflexión de la escena desde el panel Detalles, en la sección Trazado de nubes. Puedes escalar la cantidad de muestras utilizadas para los reflejos de las nubes y para los reflejos sombreados de las nubes.

Se fijan las propiedades Escala de recuento de muestras de reflexión y Escala de recuento de muestras de reflexión de sombras. Puedes utilizar los siguientes comandos para aumentar la escala y el recuento de muestras:

• r.VolumetricCloud.ReflectionRaySampleMaxCount.
• r.VolumetricCloud.Shadow.ReflectionRaySampleMaxCount.
• r.VolumetricCloud.ViewRaySampleMaxCount.
• r.VolumetricCloud.SampleMinCount.
• r.VolumetricCloud.DistanceToSampleMaxCount.

Consulta Sky Light para obtener más información sobre su modo de captura en tiempo real y las propiedades de calidad de reflexión.

Ray-marching los modos de calidad

El sistema de nubes ofrece modos de calidad escalable que se adaptan a diversos tipos de juego, desde el estándar hasta el de ritmo rápido que requiere movimientos de tierra a espacio. También es compatible con la calidad cinematográfica para proyectos que no necesitan ejecutarse en tiempo real.

Los modos de calidad se definen mediante el comando r.VolumetricRenderTarget:

• Los modos reactivos que admiten intersecciones de nubes con superficies opacas pero con trazos realizados a una resolución menor: * r.VolumetricRenderTarget.Mode 0 es la opción recomendada para la calidad. Admite una jugabilidad de ritmo rápido que puede incluir transiciones de tierra a espacio, o vuelos a través de las nubes. El trazado de las nubes es rápido, pero su resolución puede parecer baja. El trazado se realiza a un cuarto de resolución, la reconstrucción a media resolución y el muestreo en pantalla a resolución completa.
  • r.VolumetricRenderTarget.Mode 1 equilibra la calidad con el rendimiento para adaptarse a varios tipos de juego que son adecuados para las vistas del suelo. Este modo es más costoso, pero ofrece una mayor calidad. El trazado se realiza a media resolución, y la reconstrucción y el muestreo en pantalla a resolución completa.
• Un modo menos reactivo, pero que ofrece una resolución completa es el siguiente:
  • r.VolumetricRenderTarget.Mode 2 busca una mayor calidad sin descuidar las vistas del suelo para el juego en tiempo real. El trazado de este modo es rápido y ofrece un aspecto de alta resolución, pero no admite la intersección de nubes con mallas opacas.
• El modo cinematográfico se logra comenzando con r.VolumetricRenderTarget 0 y siguiendo las sugerencias del flujo de trabajo Cómo lograr una calidad cinematográfica (véase más abajo).

La calidad puede mejorarse aún más, o reducirse, para las plataformas en las que se pretende implementar mediante comandos de consola que utilizan r.SkyAtmosphere. y r.VolumetricClouds.. También se pueden encontrar propiedades orientadas al usuario en Material volumétrico y en los componentes Nube volumétrica y Luz direccional.

Cómo lograr una calidad cinematográfica

Se trata de un flujo de trabajo avanzado que ignora las optimizaciones que utiliza el motor para la renderización en tiempo real de las nubes y el cielo, y que puede afectar significativamente al rendimiento.

La calidad cinematográfica (o por píxel) de los componentes Atmósfera del cielo y Nubes volumétricas se logra mediante algunos comandos, la configuración de atributos en el material de las nubes y el aumento de la cantidad de muestras utilizadas para trazar la atmósfera y el volumen de las nubes.

Los pasos que se indican a continuación son los principales puntos de partida para lograr nubes y una atmósfera de gran calidad en tu proyecto.

1. Establece r.VolumetricRenderTarget en 0 para empezar a habilitar resultados de calidad cinematográfica.
2. Establece r.VolumetricCloud.HighQualityAerialPerspective en 1 a fin de habilitar la perspectiva aérea cinematográfica para que las nubes utilicen un trazado de rayos de alta calidad en lugar de LUT de baja resolución.
3. Establece lo siguiente en el componente Nube volumétrica:
   • En la sección Trazado de nubes, aumenta la escala de recuento de muestras para Vista, Reflejos y Sombras. Los recuentos de muestras se pueden aumentar para cada una de estas escalas utilizando los comandos que se encuentran en los textos emergentes.
   • Habilita la propiedad Utilizar transmitancia de luz atmosférica por muestra para aplicar la transmitancia de la atmósfera por muestra en lugar de utilizar la transmitancia global de la luz direccional.
4. Establece lo siguiente en tu Material de nube volumétrica utilizando la expresión Salida de material volumétrico avanzado:
   • Aplica iluminación del suelo a la parte inferior de las capas de las nubes para brindar más forma y color a las nubes de la escena.
     • Habilita Contribución del suelo desde el panel Detalles. Desde el componente Nube volumétrica, utiliza el Albedo del suelo a fin de determinar el color utilizado para iluminar la nube desde abajo con respecto a la luz solar y a la atmósfera.
   • Establece la cantidad de aproximaciones utilizadas para simular la dispersión múltiple de la luz a través del volumen de las nubes:
     • Puedes simular mejor los efectos de dispersión múltiple de la luz a través del volumen de las nubes aumentando la cantidad de Octavas de aproximación de dispersión múltiple utilizadas, hasta el valor 2.
     • La luz se dispersará más a través del volumen de la nube cuando se apliquen octavas adicionales, con lo cual es conveniente ajustar los valores Contribución de dispersión múltiple y Oclusión de dispersión múltiple en la expresión Salida volumétrica avanzada para compensar.
5. Habilita las siguientes propiedades de sombreado de las Luces atmosféricas:
   • Establece Proyectar sombra de nubes para proyectar las sombras de las nubes sobre los elementos de la escena y en la atmósfera.

   • Establece Proyectar sombras en las nubes para proyectar las sombras de los objetos opacos en las capas de las nubes.

     La Luz direccional debe tener una Distancia dinámica de la sombra lo suficientemente grande como para sombrear eficazmente objetos grandes en las nubes.

     * Elige entre las siguientes mejoras de calidad para la Atmósfera del cielo en función de las necesidades de tu proyecto:
6. Elige entre las siguientes mejoras de calidad para la Atmósfera del cielo en función de las necesidades de tu proyecto:
   • Mejora la calidad general del renderizado de la atmósfera.
     • Establece r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT en 0. Al deshabilitar esta optimización, el renderizado es más lento, pero se generan menos artefactos visuales con detalles de alta frecuencia que pueden aparecer en lugares como la sombra de la Tierra o el lóbulo de dispersión.

   • Aumenta la calidad del trazado de la atmósfera y de los rayos de luz solar dentro de la atmósfera.

     Requiere que se habilite r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.

     • Establece r.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.FastApplyOnOpaque en 0.
     • En el componente Atmósfera del cielo, utiliza el control deslizante de calidad Escala de recuento de muestra del trazado para ajustar la cantidad de muestras utilizadas. Si el rango máximo no es suficiente, utiliza el comando r.SkyAtmosphere.SampleCountMax para elegir un límite superior e introduce manualmente un valor en el campo de la propiedad.
     • Mejora la calidad de los rayos de luz solar aumentando los tamaños de LUT establecidos con los comandos r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.Width y r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.Height.
     • Mejora la calidad de la niebla en superficies opacas y transparentes aumentando el tamaño de r.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.Width.

     Ten cuidado al aumentar este valor ya que se trata de una textura de volumen 3D que aumenta el consumo de memoria.

Material volumétrico

Un material que utiliza el dominio material Volumen controla el aspecto de las nubes utilizando texturas volumétricas. Una textura volumétrica es una textura 3D que se divide en una serie de texturas 2D alineadas en una cuadrícula. Estos tipos de texturas en un material se utilizan para diferentes efectos volumétricos, como el humo y las nubes, porque funcionan bien para elementos como la luz que viaja a través de un volumen.

La textura volumétrica que aparece a continuación representa una serie de imágenes bidimensionales en una cuadrícula (izquierda) que, cuando se apilan, forman una representación volumétrica tridimensional (derecha).

Abre y visualiza una textura volumétrica con el Editor de texturas para mostrar su vista de imagen bidimensional (izquierda), o su vista de volumen tridimensional (derecha).

Junto con los atributos controlables en el Componente y Material de la Nube volumétrica, la textura volumétrica es la base que ofrece el aspecto inicial de tu nube y ayuda a definir lo que se puede hacer. Las texturas volumétricas permiten crear muchos tipos diferentes de nubes y efectos a través del material de las nubes.

En los ejemplos siguientes, se muestran diversas variedades de nubes que pueden crearse utilizando un material de volumen único con algunos parámetros ajustables mediante la instanciación. En este ejemplo, se utiliza M_volumetricCloud_02_Profiles_Soft que está disponible en el contenido del plugin Materiales volumétricos (consulta más abajo).

Tu material volumétrico incluye nodos de entrada y salida de expresión de material que ofrecen atributos editables y que constituyen la base de tu material de nube. Algunos de estos ajustes afectan al rendimiento y aumentan o reducen el costo del sombreador.

Cuando se utilicen estas expresiones, se recomienda parametrizar los valores de dichas expresiones para ajustar rápida y fácilmente sus valores en una Instancia de material.

Contenido del plugin Materiales volumétricos

El contenido de este plugin se utiliza con fines de demostración y es posible que no esté totalmente optimizado para su uso en proyectos. También puede cambiar o eliminarse en versiones futuras. Sirve de punto de partida para crear contenidos propios en el editor.

El plugin Materiales volumétricos incluye contenidos de ejemplo y experimentales que crearon los propios artistas técnicos de Epic, algunos de los cuales pueden no haberse diseñado específicamente para el renderizado de nubes u otros tipos de herramientas que utilicen el renderizado de volúmenes, como la simulación de fluidos.

Sigue estos pasos para comenzar:

1. El plugin puede habilitarse desde el menú principal seleccionando Ventana > Plugin. Busca y habilita el plugin Materiales volumétricos.

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2. En tu Cajón de contenido/Explorador de contenido, haz clic en Configuración para habilitar Mostrar contenido del motor y Mostrar contenido del plugin.

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3. Utiliza tu Cajón de contenido/Explorador de contenido para localizar y seleccionar la carpeta Materiales volumétricos donde se almacena el contenido del plugin.

Materiales de nubes de ejemplo

En este plugin, se puede elegir entre diversos tipos de materiales para las nubes. Se pueden utilizar para crear distintos tipos de nubes en tus escenas.

Encontrarás estos materiales de nubes en la carpeta /Content/Sky/Materials con el prefijo M_Volumetric_Cloud_*. Por ejemplo, Content/Sky/Materials/M_Volumetric_Cloud_02_Profiles_Soft.

Para utilizarlos de manera eficaz, crea una Instancia de material del material de la nube y aplícalo al espacio Material del componente Nube volumétrica. Al abrir la instancia del material, podrás cambiar los parámetros para renderizar las nubes y lograr el aspecto, la densidad y la escala que desees, y mucho más.

La mayoría de las nubes que aparecen en las capturas de pantalla de esta documentación se crearon a partir de estos materiales de nubes de ejemplo con sus parámetros modificados en la instancia del material.

Nubes colocadas en el Blueprint

Coloca Actores de Blueprint de nubes individuales en tu escena utilizando el ejemplo establecido en esta carpeta de plugins. Los Blueprints colocados individualmente en la escena se pueden escalar, rotar y desplazar a lo largo de los ejes X e Y. El componente Nube volumétrica también debe aparecer en la escena junto con un material de nube asignado que se utilizará. El Actor de nubes de Blueprint permite una personalización adicional y la colocación de nubes dentro de la escena.

Encontrarás un ejemplo de configuración en la carpeta /Tools/CloudCompositing/Maps en el nivel Composite_Cloud_Object. Echa un vistazo al BP_CloudMask_Object y al BP_CloudMask_Generator para ver cómo se configuró esta escena y las propiedades disponibles que puedes ajustar en este Actor.

Nubes pintadas en el Blueprint

Empieza a pintar nubes en tus cielos utilizando este ejemplo configurado para añadir nubes dispersas o densas a tu escena. En este ejemplo, se utiliza el modo de juego Reproducir en el editor con una sencilla interfaz de usuario para pintar nubes utilizando el cursor del mouse, que permite escalar el pincel, su intensidad, etc.

Encontrarás un ejemplo de configuración en la carpeta /Tools/CloudCompositing/Maps del nivel Paint_Clouds. Selecciona el Actor BP_PaintClouds para explorar algunas de las propiedades que puedes modificar a la hora de pintar tu nube.

Para empezar a pintar las nubes, presiona Reproducir en la barra de herramientas principal a fin de reproducir en el editor. Utiliza lo siguiente para empezar a pintar nubes en la escena:

• Con el botón izquierdo del mouse, se pinta el volumen de la nube.
• Con la rueda del mouse, se escala el tamaño del pincel.
• Con la tecla Mayús + la rueda del mouse, se cambia la intensidad de las pinceladas dibujadas.
• Con la tecla Mayús mientras pintas, se eliminan las zonas pintadas.
• Con el botón derecho del mouse + la rueda del mouse, se escala la velocidad pintada en la nube cuando se selecciona Velocidad en el menú desplegable Modo de pintura de las propiedades de BP_PaintCloud.

Rendimiento y escalabilidad

A la hora de desarrollar tus proyectos, es importante gestionar el rendimiento y la escalabilidad en múltiples plataformas. En las secciones siguientes, encontrarás información sobre cómo escalar la calidad de las nubes y otras características relevantes para capturar e iluminar las nubes en tus proyectos.

Plataformas compatibles

Los componentes Nube volumétrica y Atmósfera del cielo admiten las siguientes plataformas para ofrecer un sistema de atmósfera escalable:

* Requiere una malla de cúpula del cielo con un material que tenga Es cielo habilitado. ** Para lograr un rendimiento aceptable en estas plataformas, se recomienda evaluar el autosombreado de las nubes utilizando el enfoque de mapas de sombras en lugar del trazado secundario mencionado en la sección Ray-marching de volumen y mapas de sombras.

Cómo controlar la calidad del trazado de nubes

El sistema de nubes realiza una serie de trazados a través del material volumétrico. La calidad del resultado trazado depende de la cantidad de muestras utilizadas. Cuantas más muestras se utilicen, mayor será la calidad. Lo mismo ocurre a la inversa: cuantas menos muestras se utilicen, menor será la calidad.

Para las distintas plataformas, es importante encontrar un equilibrio entre el rendimiento y la calidad. Las propiedades del Trazado de nubes permiten escalar la calidad de trazado de los atributos clave de las nubes, como las nubes en los reflejos, las muestras de sombra para las nubes y las nubes en los reflejos, y la distancia desde la cámara a la que debe detenerse el sombreado de las nubes.

Cada una de estas propiedades cuenta con su propio comando de consola que puede configurarse individualmente por plataforma mediante el archivo de configuración Perfiles del dispositivo (*.ini). Esto ofrece un amplio nivel de flexibilidad a la hora de establecer la escalabilidad objetivo en distintas plataformas.

Cómo optimizar el material volumétrico de las nubes

La base del renderizado de nubes comienza con tu material volumétrico y las expresiones Salida volumétrica avanzada y Entrada volumétrica avanzada que se usan en el Gráfico de materiales. Aunque puedes parametrizar muchos aspectos de tu material de nube para controlar algunos de sus atributos a través de la instanciación del material, algunos solo se pueden establecer en este nodo desde el material base.

Las siguientes sugerencias se establecen en la expresión Salida volumétrica avanzada y pueden utilizarse independientemente unas de otras a la hora de decidir cómo optimizar el material de la nube de tu proyecto:

• Utiliza Material de escala de grises para contemplar solo el canal R (rojo) de los parámetros de entrada del material durante la evaluación. En tu escena, la respuesta del material de la nube será en escala de grises, pero la iluminación del material seguirá siendo en color.
• Habilita Contribución del suelo si tu presupuesto de fotogramas lo permite. Añade algunos costos al trazado a fin de muestrear la contribución de la iluminación con sombras desde el suelo hasta la capa inferior de las nubes.
• Limita la cantidad de Recuentos de octavas de aproximación de dispersión múltiple utilizados para ahorrar un poco de rendimiento en el sombreador. De forma predeterminada, se utiliza la dispersión simple (0), pero se pueden utilizar dos octavas de aproximación como máximo a fin de simular el efecto de dispersión múltiple de la luz en el volumen de la nube.
• Utiliza la casilla de verificación Ray-marching de la sombra volumétrica para alternar entre el ray-marching secundario del volumen de la nube y el uso de mapas de sombra en cascada. Al habilitar los mapas de sombras en cascada (desmarcando la casilla), se mejora el rendimiento y se obtiene una longitud infinita para las sombras, aunque estas se vuelven menos precisas y el color pasa a ser una escala de grises.
• El atributo Densidad de conservación se utiliza para acelerar el ray-marching al omitir la costosa evaluación del material al principio. El componente X del vector float (Vector3) representa la densidad de conservación del medio participante. Cuando el valor es superior a 0, se evalúa el material. De lo contrario, se evalúa la siguiente muestra directamente. Para obtener detalles adicionales, consulta Referencia de nubes volumétricas.

Cómo presupuestar con el Modo de captura en tiempo real del Sky Light

El modo Captura en tiempo real del Sky Light permite dividir el tiempo en 9 fotogramas para distribuir la captura de un solo fotograma en varios. Esta optimización mejora el rendimiento para obtener simulaciones en función de la hora del día, lo que lo hace mucho menos costoso porque la división temporal es tan costosa como su fotograma más costoso. Te ofrece la oportunidad de mejorar la calidad en otras áreas de tu presupuesto de fotogramas sin costos adicionales.

Por ejemplo, si se desglosan los elementos de la escena capturados y el costo por fotograma y se comprueba que la Convolución especular tarda 0,8 milisegundos (ms) por fotograma, pero el Cielo y las Nubes solo tardan 0,6 ms, aún queda espacio en el presupuesto de fotogramas para aumentar marginalmente la calidad del cielo y las nubes sin pagar un costo adicional.

Evaluación de la densidad de conservación

Se añadió Densidad de conservación para optimizar el proceso de ray-marching. Evaluar la totalidad del gráfico del material de la nube para cada muestra ray-marched en la atmósfera resultaría demasiado costoso. Para que resulte más rentable, es razonable evaluar de forma económica una densidad de conservación especificada por el usuario. Por ejemplo, la evaluación del material podría ser una textura bidimensional de arriba hacia abajo que describa la densidad de la nube en la que la única regla sea que la densidad de conservación debe ser superior a 0 donde hay nube en la atmósfera cuando se evalúa utilizar la expresión Entrada volumétrica avanzada.

Durante el ray-marching de la atmósfera, se toma una muestra de material de nube en dos pasos si se utiliza la entrada de densidad de conservación:

1. En el nodo Salida volumétrica avanzada, se evalúa el gráfico de entrada de densidad de conservación (Vector 3).
2. Si la Densidad de conservación de X (en el Vector3) es superior a 0:
   1. Se utiliza una decisión para evaluar el gráfico de material más costoso conectado al nodo Material principal (se evalúan el Albedo, el Color Emisivo y la Extinción).
   2. Se puede acceder a los valores utilizando el nodo Entrada volumétrica avanzada, que evita calcular los valores de densidad de conservación que ya se evaluaron en el paso 1.
3. En caso contrario, si la Densidad de conservación de X es igual o inferior a 0, se omite la evaluación del material más costoso y se pasa a la muestra siguiente.

Unreal Engine no es compatible con la derivación dinámica en su gráfico de materiales. La entrada Densidad de conservación permite la derivación dinámica para omitir la evaluación de material más costosa que pueda ocurrir. Cuando Unreal Engine admita de forma nativa la derivación dinámica en los materiales, entradas como esta quedarán obsoletas, y los artistas técnicos podrán tomar decisiones sobre lo que se puede omitir dinámicamente.

Trazado de rayos y nubes volumétricas

El sistema de nubes no es compatible con las características de Trazado de Rayos y solo acepta las nubes tal y como se renderizan en el Sky Light. El trazado de nubes volumétricas para los reflejos supondría un costo considerable para el rendimiento.

Si se desea reflejar un objeto en el cielo, puede ser útil colocar el Actor Sky Light más cerca de él (en el cielo).