Créer des ombres

Les ombres donnent l'impression que les objets sont ancrés dans le monde. Ils donnent au spectateur une impression de profondeur et d'espace. La création d'ombres est prise en charge par tous les types de lumières disponibles et dépend de la mobilité d'une lumière.

Méthodes de création d'ombres prises en charge

Le type de création d'ombres utilisé par une lumière varie en fonction de propriété de mobilité de la lumière, à savoir Statique, Fixe ou Mobile. La mobilité est le principal facteur permettant de déterminer si une lumière doit projeter une ombre précalculée générée dans une texture appelée lightmap, une ombre dynamique générée en temps réel ou une ombre qui fait appel à une combinaison d'ombres précalculées et dynamiques.

La mobilité d'une lumière peut être définie indépendamment des autres lumières du niveau, ce qui signifie que vous pouvez utiliser n'importe quelle combinaison de mobilités pour éclairer la scène.

Les méthodes de création d'ombres disponibles sont les suivantes :

Pour utiliser certaines de ces méthodes, vous devez activer les paramètres du projet ou activer des propriétés supplémentaires sur la lumière.

• Mappage des ombres
  • Cette méthode de création d'ombres par défaut effectue un rendu de la géométrie dans des cartes de profondeur d'ombre. Cette méthode convient à toutes les plateformes qui prennent en charge la création d'ombres dynamiques, mais elle nécessite une configuration manuelle des distances d'ombres et n'effectue un escamotage que sur un composant à la fois, ce qui entraîne des performances médiocres dans les scènes High Poly (c'est-à-dire dotées de nombreux polygones). Par ailleurs, elle ne prend pas en charge la géométrie Nanite.
• Cartes d'ombres virtuelles
  • Cette méthode de création d'ombres effectue un rendu de la géométrie dans des cartes de profondeur d'ombres virtualisées. Elle fournit des ombres de haute qualité pour les projets de nouvelle génération avec une configuration simplifiée. Elle permet un escamotage efficace lorsqu'elle est utilisée avec la géométrie Nanite.
• Ombres par lancer de rayons
  • Cette méthode lance un nombre défini d'échantillons par pixel en utilisant le ray-tracing matériel avec des algorithmes d'élimination du bruit pour rendre des ombres par lancer de rayons de haute qualité en temps réel.
• Ombres de champ de distance
  • Cette méthode, qui fait appel à des champs de distance signés par maillage statique, est utilisée par la fonction Ray-tracing matériel du système Lumen pour les ombres dynamiques atténuées.
• Ombres précalculées avec Lightmass
  • Cette méthode utilise les données d'éclairage de la scène pour générer des textures lightmap qui sont appliquées à la géométrie statique du niveau. La géométrie nécessite une configuration supplémentaire avec des UV de lightmap appropriés. Le calcul préalable de l'éclairage de la scène peut varier en fonction des spécifications de la machine, de la complexité de la scène et d'autres facteurs pour déterminer le temps nécessaire à la création d'un éclairage.

Aperçu des ombres des lumières statiques et fixes

Lorsque vous modifiez une lumière dont la mobilité est définie sur Fixe ou Statique, la lumière est considérée comme non créée. L'option Aperçu des ombres est activée pour vous donner une idée de l'aspect des ombres une fois l'éclairage recréé, bien que celles-ci ne soient pas représentatives du résultat final et généré.

Pour indiquer les ombres d'aperçu, les ombres de ces lumières apparaissent dans l'éditeur de niveau avec le texte Aperçu.

Le texte d'aperçu sur les ombres est visible uniquement lorsque vous travaillez dans l'éditeur de niveau. Si vous lancez votre projet en mode Play-In-Editor (PIE) ou Jeu autonome, aucun texte n'apparaît sur les ombres non créées.

Pour résoudre les ombres d'aperçu, vous devez créer un éclairage. Utilisez le menu principal pour sélectionner Créer > Créer tous les niveaux pour démarrer la création d'un éclairage.

Vous pouvez désactiver les ombres d'aperçu lorsque vous travaillez dans l'éditeur en décochant l'indicateur Ombre d'aperçu dans le menu Afficher > Visualiser du hublot du niveau.

Configurer les propriétés d'ombrage des lumières

Les propriétés suivantes peuvent être définies dans les types de lumières disponibles.

Ces propriétés sont accessibles via le panneau Détails du niveau lorsqu'une lumière est sélectionnée.

Cliquez sur l'image pour l'afficher à sa taille réelle.

Angle, rayon, hauteur et largeur de la source

Chaque type de lumière dispose d'une option permettant de définir l'angle, le rayon ou la hauteur et la largeur de sa source lumineuse afin de contrôler la taille et la forme des ombres qu'elle projette. Des angles, des rayons, des hauteurs et des largeurs plus importants atténuent les ombres des objets sur lesquels la lumière a une incidence.

Dans les exemples ci-dessous, aucun rayon de source n'est spécifié pour le projecteur gauche, qui ne produit donc pas d'ombres nettes. Un rayon de source modéré a été spécifié pour le projecteur droit, ce qui adoucit les ombres de cette lumière en fonction de la distance des objets par rapport à celle-ci.

Lorsque vous analysez les projecteurs dans le hublot de l'éditeur de niveau, vous observez que le rayon de la source de la lumière est représenté par la sphère jaune sur le projecteur situé à droite.

Les lumières ponctuelles, les projecteurs et les lumières rectangulaires ont tous une taille de source visible qui s'actualise en temps réel au cours de l'édition.

Les lumières ponctuelles et les projecteurs disposent d'une option supplémentaire permettant de contrôler la longueur du rayon de la source avec la propriété Longueur de la source, en vue de créer des lumières de forme cylindrique.

Rayon d'atténuation

Le rayon d'atténuation des lumières ponctuelles, des projecteurs et des lumières rectangulaires vous permet de définir une zone de délimitation sur laquelle cette lumière aura une incidence. Bien que ce réglage ne soit pas physiquement exact, il est important de fixer les limites des lumières à projection d'ombre dynamique à des fins de performance.

Dans les exemples ci-dessous, le projecteur de gauche a un rayon d'atténuation plus petit que celui de droite. Remarquez que la lumière a une incidence uniquement sur la zone la plus éloignée de son rayon.

Lorsque les lumières sont sélectionnées, vous pouvez observer la façon dont la distance du rayon d'atténuation affecte les objets situés dans sa zone et ne crée aucune ombre pour les objets hors de sa portée.

Projeter les ombres

La fonction Projeter l'ombre contrôle si la lumière sélectionnée doit apporter des ombres à la scène.

À gauche, projection d'ombres activée ; à droite, projection d'ombres désactivée.

Ombres volumétriques

La propriété Intensité de la diffusion volumétrique met à l'échelle l'intensité du brouillard et la couleur de la lumière lorsqu'elle est activée. Elle permet à une lumière de contribuer davantage au brouillard sans avoir à augmenter directement son intensité.

Les lumières contribuent au brouillard volumétrique lorsque celui-ci est activé dans la scène.

Vous pouvez contrôler la contribution des lumières individuelles au brouillard volumétrique avec la propriété Intensité de la diffusion volumétrique. Par défaut, les ombres volumétriques sont désactivées pour les lumières, mais vous pouvez les activer avec la propriété Projeter le brouillard volumétrique.

Éclairage indirect de l'illumination globale

L'illumination globale fournit un éclairage indirect à une scène à partir de la lumière qui atteint une surface et rebondit dans un espace. Elle fournit un éclairage de remplissage et des ombres douces pour les surfaces et les objets dans l'espace. L'Unreal Engine prend en charge l'éclairage indirect avec l'illumination globale générée précalculée de Lightmass, et dynamiquement avec Lumen et Illumination globale de l'espace écran.

La mobilité d'une lumière détermine la méthode à laquelle la lumière doit contribuer (dans certains cas).

Scène montrant l'éclairage indirect en temps réel avec l'illumination globale dynamique Lumen.

Il est impossible de combiner certaines méthodes d'illumination globale dynamique avec des méthodes précalculées, par exemple Lumen avec l'illumination globale générée. D'autres peuvent fonctionner ensemble, par exemple le ray-tracing matériel avec une illumination globale générée.

Polarisation des ombres

Lorsque vous utilisez la méthode de mappage d'ombre par défaut, la carte d'ombres générée pour ombrer les ressources dans le niveau est définie pour chaque lumière afin de maintenir un équilibre entre les performances et la qualité des ombres. Les cartes d'ombres présentent certaines limites, comme le facettage sur les surfaces géométriques courbes ou les artefacts d'auto-ombrage, qui peuvent être réglés à l'aide des propriétés Polarisation des ombres des lumières.

La polarisation des ombres est un ensemble de propriétés propre à chaque lumière qui permet d'améliorer la précision de l'auto-ombrage et du durcissement de contact d'une source lumineuse. Les réglages de polarisation sont utiles pour trouver un compromis entre la précision dans une zone et la réduction des artefacts d'auto-ombrage dans une autre.

Pour en savoir plus, consultez la rubrique Lumières mobiles.

Ombres de contact

Les ombres de contact constituent une fonctionnalité complémentaire propre à chaque lumière, à utiliser en plus des autres méthodes d'ombrage employées par les lumières. Il s'agit d'un effet d'espace écran qui génère des rayons à partir de la position d'un pixel vers la source de lumière via le tampon de profondeur de la scène. Bien que cet effet permette d'améliorer le durcissement de contact et la précision des ombres dans certains cas, il est limité par ce qui est visible dans la vue actuelle de la caméra.

Utilisez la propriété Longueur des ombres de contact pour définir leur longueur. 1 correspond à la totalité de l'écran et 0,5 à la moitié de l'écran ; une valeur de 0 indique que cet effet est désactivé. Des valeurs inférieures produisent moins de bruit et peuvent sembler plus précises selon la scène.

Paramètres Lightmass

Les paramètres Lightmass d'une lumière ont une incidence sur l'éclairage précalculé lorsque la mobilité de la lumière est définie sur Statique ou sur Fixe et qu'un éclairage a été créé.

Ces paramètres contrôlent la douceur de l'ombre générée avec Angle de la source pour les lumières directionnelles, l'incidence de la saturation de cette lumière sur l'éclairage indirect, ainsi que le taux d'affaiblissement des pénombres de l'ombre avec un exposant d'ombre.

Créer des ombres avec des matériaux et des textures

Les lumières peuvent utiliser les fonctions d'éclairage et les profils lumineux IES pour définir avec précision les aspects des lumières et de leurs ombres.

Les fonctions d'éclairage sont un type de matériau que vous pouvez appliquer aux lumières sans lightmap, comme les lumières mobiles et l'éclairage direct des lumières fixes pour filtrer l'intensité d'une lumière, mais pas sa couleur. Vous pouvez également l'utiliser pour appliquer une texture animée à la source lumineuse. Par exemple, la simulation d'ombres de nuages en mouvement à partir d'une lumière directionnelle.

Les profils lumineux IES sont des textures qui déterminent la distribution de la lumière à partir d'une source lumineuse à l'aide de données mesurées dans le monde réel. Il s'agit d'une méthode standard de l'industrie de l'éclairage permettant de schématiser la luminosité et le taux d'affaiblissement des lumières qui se produisent dans un appareil d'éclairage particulier.

Créer des ombres de champ de distance

Les champs de distance de maillage présentent de nombreux usages, notamment la création d'ombres, la création de matériaux interactifs, ainsi que l'éclairage indirect dynamique et les reflets avec le système Lumen.

La représentation du champ de distance d'un maillage statique sert à produire des ombres douces à partir de sources lumineuses mobiles lorsque la propriété Ombres de champ de distance est activée.

Cette méthode d'ombrage est similaire à d'autres méthodes, telles que le ray-tracing matériel et les cartes d'ombres virtuelles où l'angle, le rayon ou la taille de la source contrôlent la pénombre de l'ombre.

À gauche, cartes d'ombres ; à droite, ombres des champs de distance de maillage.

Lumière directionnelle

Les lumières directionnelles contiennent des paramètres uniques relatifs à cette source lumineuse pour simuler l'éclairage d'un monde de grande taille.

Ombrage des nuages et de l'atmosphère

La section Atmosphère et nuages de la lumière contient des paramètres et des propriétés qui contrôlent la façon dont cette source lumineuse interagit avec l'atmosphère du ciel et les nuages volumétriques, comme l'influence du soleil sur l'atmosphère et les nuages, la projection d'ombres depuis ou sur les nuages et la qualité des ombres, pour n'en citer que quelques-uns.

Cartes d'ombres en cascade

Les cartes d'ombres en cascade divisent le tronc de cône de la vue de la caméra en différentes cascades (ou niveaux de détail des ombres) pour créer les ombres dynamiques de toute la scène. Elles permettent ainsi d'optimiser les ombres sur de plus grandes distances afin de garantir des ombres de qualité lorsque cela est nécessaire : une qualité supérieure à proximité de la position de la caméra, une qualité inférieure plus loin de la position de la caméra.

Les paramètres de la section Cartes d'ombres en cascade spécifient le nombre de cascades à utiliser et leur distance maximale, indiquent où distribuer la qualité et spécifient l'emplacement de la transition entre chaque cascade.

Les cartes d'ombre en cascade ont une distance maximale que vous spécifiez. Si vous devez ombrer des objets plus grands, vous pouvez toutefois utiliser les cascades d'ombres lointaines pour activer l'ombrage à des distances supérieures. L'unique différence ici est que vous devez activer les ressources spécifiées dont vous souhaitez créer les ombres à cette distance. Pour cela, vous pouvez sélectionner un acteur dans le niveau et activer la propriété Ombre lointaine sur cette ressource.

Performances des ombres et options d'optimisation

Les performances des ombres peuvent dépendre en grande partie de la méthode de création d'ombres utilisée pour votre projet.

Utilisez les propriétés mentionnées dans cette section comme point de départ pour optimiser l'éclairage dans une scène, en particulier pour les lumières dynamiques où certaines méthodes de création d'ombres sont plus coûteuses, comme le mappage d'ombres par défaut.

• Le rayon d'atténuation des lumières ponctuelles, des projecteurs et des lumières rectangulaires est important pour contrôler non seulement l'emplacement de la lumière dans la scène, mais aussi pour limiter le nombre d'objets devant être ombragés, ce qui peut les rendre coûteux selon les méthodes de création d'ombres, notamment la méthode de mappage d'ombres par défaut.
• La désactivation de la propriété Projeter les ombres sur les lumières dynamiques peut améliorer les performances si les ombres ne contribuent pas beaucoup à la scène, si la lumière a une incidence sur de nombreux objets avec un grand rayon d'atténuation, ou si les ressources disposent d'un grand nombre de détails géométriques. Cela concerne principalement les méthodes d'éclairage utilisant le mappage d'ombres traditionnel, mais il est important d'en tenir compte pour toute lumière dynamique afin de réduire le coût des images.
• La définition d'une distance de génération maximale sur une lumière limite sa contribution à l'ombrage dynamique jusqu'à cette valeur. Pour les scènes dotées de nombreuses lumières de petite ou moyenne taille sur une zone, cela peut vous aider à réduire le coût des images. L'utilisation de la distance d'atténuation maximale en combinaison avec la distance de génération maximale permet d'atténuer cette lumière au fil du temps afin d'éviter qu'elle n'apparaisse et ne disparaisse brusquement.
• La méthode de création d'ombres Carte d'ombres est le fruit d'un équilibre entre qualité et performances. Il est parfois possible que vous souhaitiez gagner en qualité, au détriment des performances. La propriété Résolution de la carte d'ombres vous permet d'augmenter la carte d'ombres de la lumière sélectionnée afin d'améliorer les performances, au détriment de la qualité.
• Lorsque vous utilisez les ombres par ray-tracing matériel, vous pouvez ajuster la propriété Échantillons par pixel sous la section Ray-tracing pour appliquer des échantillons supplémentaires aux ombres de la lumière par lancer de rayons. Un nombre inférieur d'échantillons réduit la qualité et améliore les performances ; à l'inverse, un nombre supérieur d'échantillons améliore la qualité (jusqu'à un certain point avec l'algorithme de suppression du bruit), mais entraîne un coût plus élevé.