モバイルプラットフォームで使用するライティング | Unreal Engine 4.27 ドキュメンテーション

Unreal Engine 4 (UE4) でモバイルプラットフォームのライトを使用する場合、プロジェクトを各種モバイルデバイスで正しいフレームレートで確実に実行するために従わなければならない制約があります。本ページでは、UE4 モバイルプロジェクト用のライティングの設定方法について説明します。

サポート対象の機能

以下は、モバイルプラットフォームでサポートされている機能です。

HDR のリニアライティング
ディレクショナルライトマップ (法線を考慮する)
ディスタンスフィールドシャドウ + 太陽の解析的なスペキュラ
画像ベースのスペキュラライティング - 視差修正をせずに最も近い反射キャプチャが各オブジェクトに適用されます。
動的オブジェクトはライティングを正確に受け取りますが、シャドウはキャストしません。

サポート対象のモバイル用ライトの種類

以下の表は、モバイルデバイス上でサポートするライトの種類と数です。

Static Lights (静的ライト)

ライトの種類	モビリティ	サポート数	プロジェクト設定フラグ	追加情報
Directional	Static	制限なし	Allow Static Lighting	最高のパフォーマンス。ディレクショナルライトマップにベイクされたライトとシャドウ。品質は低下。
Point	Static	制限なし	Allow Static Lighting	最高のパフォーマンス。ディレクショナルライトマップにベイクされたライトとシャドウ。品質は低下。
Spot	Static	制限なし	Allow Static Lighting	最高のパフォーマンス。ディレクショナルライトマップにベイクされたライトとシャドウ。品質は低下。

Stationary Lights (固定ライト)

ライトの種類	モビリティ	サポート数	プロジェクト設定フラグ	追加情報
Directional	Stationary	1	Allow Static Lighting	最高の品質。事前計算された、符号付きディスタンスフィールドシャドウマップ.
Point	Stationary	サポートなし	Allow Static Lighting	Stationary Mobility はサポートされていないので、Mobility = Static とみなされます。
Spot	Stationary	サポートなし	Allow Static Lighting	Stationary Mobility はサポートされていないので、Mobility = Static とみなされます。

ムーバブルライト：

ライトの種類	モビリティ	サポート数	プロジェクト設定フラグ	追加情報
Directional	Movable	1	Support Movable Directional Lights	シャドウのサポートはなし
Point	Movable	最高 4	Use Shared Movable Spotlight / Point Light Shaders	シャドウのサポートはなし
Spot *	Movable	最高 4	Support Movable Spotlights	シャドウのサポートはなし

モバイルデバイスのムーバブルスポットライトのサポートはデフォルトでは無効になっています。この機能を有効にするには、[Project Settings (プロジェクト設定)] \> [Rendering (レンダリング)] \> [Mobile Shader Premutations Reduction] を選択し、[Support Movable Spotlights] オプションの横にあるチェックボックスをクリックします。有効にした後、機能を使用する前に UE Editor を再起動する必要があります。

反射

反射を使用すると躍動感と写実性を出すことができますが、モバイルデバイスで反射を使用する際には注意すべき点がいくつかあります。以下は、ターゲットのモバイルデバイス上で最高の反射を作り出すために役立つ情報です。

ポストプロセスボリューム内のすべてのアンビエントキューブマップの [Intensity (強度)] を [0] に設定して無効にする。
反射用のライティングをキャプチャする場所に SphereReflectionCaptures アクタを置きます。
反射をサポートするマテリアルを作成する場合は、以下のことに留意してください。
- 法線マップに高周波および低周波細部が多くなるようにしてください。反射が分裂しやすくなり、面白い見た目の反射ができます。
- ラフネスマップにいろいろな強度の白と黒を入れるようにしてください。反射に光沢を付けたり、多方向にぼんやり反射させることができます。
- サーフェスの種類に応じで、Metallic 入力は 1 または 0 になります。

Static Mesh コンポーネントは、それぞれに最も近い 反射キャプチャ に割り当てられます。つまり、オブジェクト間の反射にシームができたり、メッシュが大きいとたまたまメッシュの中央の近くにある反射キャプチャを使用することになります。

モバイル用にスカイライト反射を使用する

Reflection Capture アクタが関係しない場合、モバイルレンダーはスペキュラ反射のためにスカイライトキューブマップを使用することもできます。そのためには、すべての Reflection Capture アクタを除去し、Screen Space Reflection が無効になっていることを確認してください。以下の例で比較することができます。

この機能は Android ES2 デバイスではサポートされていません。Android ES2 デバイスは引き続きシーンキャプチャなしでレンダリングを行います。

モバイル用のスペキュラライティング

モバイルスペキュラレスポンスは、デフォルトで GGX Lighting モデルを使用するように変更されました。これにより、モバイルのスペキュラの品質が改善し、より SM5 に近い見た目になりますが、シェーダー処理時間へのコストが多少追加されます。過去の Spherical Gaussian スペキュラモデルも引き続き使用が可能ですが、この変更によりプロジェクトで使用するライティングの外観と質感が影響を受けます。過去の Spherical Gaussian Specular モデルを再度有効にするには、以下の手順に従います。

[Project Settings (プロジェクト設定)] >[Rendering] > [Mobile] を選択します。
[Use legacy shading model (レガシーシェーディングモデルを使用する)] の横のチェックボックスにチェックを入れます。

以下の画像でスライダーを移動すると、現在の Specular shading モデルと [Use legacy shading model] オプションを使った場合を比較することができます。

変調シャドウイング

完全な動的シャドウは、モバイルプロジェクトに躍動感と写実性を出すために有用です。ただしモバイルデバイスの中には、ハードウェア制限およびレンダリングに必要な動的シャドウのリソース要件が高すぎるため、完全には動的シャドウにできないものもあります。回避策として、負荷の低い動的シャドウの 変調シャドウ (Modulated Shadows) が新しく UE4 に導入されました。変調シャドウの設定方法については、変調シャドウ をご覧ください。

動的カスケードシャドウマップ

Stationary Directional Light (固定のディレクショナルライト) は、シーンの動的オブジェクトだけに Whole-scene Dynamic Cascade Shadow Maps (CSM) シャドウをキャストする場合に使います。CSM シャドウを使う利点の 1 つは、Stationary Directional Light (固定のディレクショナルライト) がシーンの静的オブジェクトによってキャストされた事前計算シャドウと正しくブレンドされる点です。ダブルシャドウイングは変調シャドウでは確認できても CSM シャドウでは表示されないので、複数のオブジェクトにシャドウをキャストすると処理が速くなります。カスケードシャドウの設定方法については、カスケードシャドウ を参照してください。

変調シャドウイング VS 動的シャドウイング

変調シャドウイングと動的シャドウイングは、外見も動作もよく似ています。変調シャドウには動的シャドウにはない制約とハードリミットが多いので、ハードウェアの性能が制限され、モバイルデバイス上でのパフォーマンスを向上させることができるのです。以下の画像で、動的シャドウと変調シャドウを見比べてみましょう。

以下は、UE4 プロジェクトで変調シャドウを使用する場合の代表的な機能と制約です。

シャドウカラーの変更： [Directional Light (ディレクショナルライト)] > [Light] セクション > [Modulated Shadow Color] オプションを調整して、変調シャドウがキャストしたシャドウの色を変更できます。ゲームプレイまはたアートに合わせてシャドウの色を調節する場合に便利です。

クリックしてフルサイズで表示。
シャドウのブレンド: 動的シャドウとは違って、変調シャドウはベイク済みシャドウや動的シャドウなど、プロジェクトで表示される他のシャドウとはブレンドしません。つまり、変調シャドウが他のシャドウの上に重なると、ブレンドされている単独のシャドウではなく、両方のシャドウが表示されます。

変調シャドウと動的シャドウでの作業方法

変調シャドウと動的シャドウには、変調シャドウの外見とパフォーマンスを調整するコンソールおよび .INI 設定がいくつかあります。これらの設定および UE4 プロジェクトへの適用方法について、次のセクションで説明します。

変調シャドウはできるだけ既存のシャドウ技術とコードを共有するようにします。つまり、他のシャドウイングメソッドで使用できるシャドウ cvars と .INI 設定は、変調シャドウおよび動的シャドウでもほとんどが使用できます。

シャドウの品質: 動的シャドウを有効にしてモバイルデバイス上で初めて表示すると、変調シャドウの鮮明さと品質が思っていたより悪くなることがあります。その場合は、アンリアルコンソールを開いて backtick (`) キーを使って数字の後に "r.shadowquality" と入力すると、シャドウの品質を調整できます。数字が高いほど、変調シャドウはフレームレートの負荷を考慮するようになります。次の画像は、r.shadowquality の値を 0、1、2、3、4、5 に設定した場合に変調シャドウの品質に与える影響を見ることができます。

スライダーをドラッグすると、r.shadowquality の設定を 0 から 5 にした場合の変化が表示されます。

セルフシャドウイング: 変調シャドウでは、キャラクターもしくはピックアップなどの動的オブジェクト上にセルフシャドウイングが可能です。ただし、変調シャドウのパフォーマンスを優先するためにデフォルトでは無効にされています。セルフシャドウイングによる余分な負荷に対応できるプロジェクトの場合は、UE4 コンソールに r.Shadow.EnableModulatedSelfShadow 1 を入力して有効にしてください。セルフシャドウイングを無効にするには、UE4 コンソールに r.Shadow.EnableModulatedSelfShadow 0 を入力します。
シャドウ深度: シャドウのレンダリングの開始位置をオフセットするには、r.Shadow.CSMDepthBias コマンドを使います。以下の画像では、r.Shadow.CSMDepthBias をデフォルト値 0 から 10、100、500、1000 に値を変更した場合の変調シャドウの変化が分かります。

スライダーをドラッグすると、r.Shadow.CSMDepthBias の設定を 0 から 1500 にした場合の変化が表示されます。