Lumen Explained - IMPORTANT Tips for UE5

William Faucher

16 Dec 202116:02

Summary

TLDR视频由William Foshe主讲，深入探讨了Unreal Engine 5中的Lumen全局光照系统。他首先强调了Lumen的重要性，并指出自UE5发布以来，Epic Games已经发布了更多信息，使得早期的视频内容显得有些过时。视频中详细介绍了Lumen所需的项目设置，包括动态全局光照消除方法、反射方法、生成网格距离场等，并解释了如何通过光照属性、材质基础颜色和粗糙度以及曝光度来控制Lumen。Foshe还讨论了Lumen的功能，包括实时间接光照、反射以及对清漆材质和动态全局光照的支持。他深入技术细节，解释了Lumen如何利用混合光线追踪管线和网格距离场，以及表面缓存如何工作。此外，还提到了Lumen的一些限制，如对静态网格和即时静态网格的支持，以及对某些材质类型的不支持。视频最后提供了一些最佳实践，包括如何避免使用发光材质作为光源，以及如何设置基础颜色以获得最佳全局光照效果。

Takeaways

📈 Lumen 是一个在 Unreal Engine 5 (UE5) 中用于实时间接光照和反射的系统，它能够提供相当准确的结果。
🔧 使用 Lumen 时，需要对项目设置进行一些调整，尤其是从 UE4 迁移到 UE5 的项目，包括设置动态全局光照消除方法和反射方法。
🌟 Lumen 支持材质的基色和粗糙度，以及对透明材质和体积雾的动态全局光照和天空阴影。
🚀 UE5 中的 Lumen 依赖于网格距离场，这些在 UE5 中已经完全重写，性能得到了显著提升。
💡 表面缓存是 Lumen 的关键组成部分，它以低分辨率捕获网格的材质属性，并且与 Nanite 网格配合得很好。
🚫 Lumen 有其局限性，比如不支持景观、某些透明材质，以及依赖于时间超分辨率技术（类似于 NVIDIA 的 DLSS）。
🎨 艺术家在使用 Lumen 时应注意，简单的网格和内部结构才能得到支持，大型组合网格可能不适用。
🖼️ 为了获得最佳的视觉效果，Lumen 场景视图非常重要，它可以帮助艺术家发现和解决光照问题。
🛠️ 使用 Lumen 时，不能依赖于发射材质作为光源，应该结合使用实际的光源以获得更好的效果。
🎨 基础色对全局光照有很大的影响，应避免使用纯白色或过暗的材质，以确保光照效果的真实性。
⚙️ 对于追求更高质量反射效果的艺术家，可以通过结合硬件光线追踪和 Lumen 来实现更好的视觉效果。
📚 使用 Lumen 时，最佳实践包括注意材质选择、避免使用不支持的材质，并利用 Nanite 技术优化高多边形资产。

Q & A

Lumen是什么，它在Unreal Engine 5中的作用是什么？
-Lumen是Unreal Engine 5（UE5）中的一个全局光照和反射系统，它能够实现实时的间接光照，提供逼真的光照效果，并且与反射效果整合，从而增强了场景的真实感。
为什么说Lumen可能是William Foshe制作视频中最重要的一个？
-因为Lumen的引入改变了UE5中的光照和材质制作方式，它提供了更高质量的实时渲染效果，对艺术家和设计师的工作流程有重大影响，因此被认为是一个重要的更新。
Lumen对项目设置有哪些要求？
-为了使用Lumen，需要设置动态全局光照消除方法，将反射方法设置为Lumen，并确保在编辑器中生成网格距离场。此外，还需要调整光照属性、材质基础颜色和粗糙度以及曝光等参数。
Lumen如何处理反射和全局光照？
-Lumen通过混合光线追踪流水线来处理反射和全局光照。它首先对深度缓冲区进行软件光线追踪，称为屏幕追踪，然后对距离场进行追踪，并将光照应用到光线击中的表面上。
为什么Lumen需要网格距离场，并且在UE5中它们有哪些改进？
-Lumen依赖于网格距离场来处理阴影和光照效果。在UE5中，网格距离场被完全重写，它们现在拥有Mipmaps，基于距离从磁盘流式传输，内存成本大约是UE4的一半，并且构建速度比以前快了10倍。
Lumen的表面缓存是如何工作的，它对艺术家的资产创建有什么影响？
-表面缓存通过将网格分割成多个卡片，并以非常低的分辨率捕获网格的材料属性，如颜色和粗糙度，来工作。这要求艺术家在创建资产和模型时使用简单的网格和内部结构，例如，不能使用一个大型组合网格来代表整个内部结构，而需要将墙壁、地板和天花板等作为单独的个体模型。
Lumen场景视图对于艺术家为什么很重要？
-Lumen场景视图是艺术家用于检查Lumen正在进行的操作和诊断问题的主要工具。如果Lumen场景视图与主屏幕显示的内容不大致匹配，可能会出现视角依赖的伪影。
Lumen有哪些局限性，艺术家在创作时应避免哪些问题？
-Lumen目前只支持静态网格和即时静态网格，不支持地形；世界位置偏移可能会引起伪影；半透明材质尚未得到支持；次表面散射与Lumen不兼容，但次表面散射轮廓是可用的。此外，Lumen依赖于时间超分辨率（TSR），类似于NVIDIA的DLSS技术，这意味着它以1080p计算并放大到4k分辨率。
如何优化Lumen以获得更好的性能？
-可以通过跳过前两米的细节追踪，使用全局追踪来优化性能。此外，避免在硬件光线追踪中使用过多的kit bashing或重叠网格，因为这会对性能产生巨大影响。
在使用Lumen时，为什么不应该使用发光材质来代替光源？
-使用发光材质来代替光源会导致结果出现噪点、不一致，甚至在许多情况下会出现屏幕空间效果。如果依赖于发光材质，会导致小而亮的材质源特别成问题，因此建议使用实际的光源，并保持发光材质的光源大而昏暗以获得最佳质量。
Lumen对材质的基础颜色有什么影响？
-基础颜色对全局光照有很大的影响。明亮的反照率（albedo）值会更好地反射光线，而暗色和复杂的基础颜色则对全局光照有负面影响。此外，不应使用纯白色（反照率1）的材质，因为在现实生活中，所有表面都会吸收一小部分光线。
为什么在设置材质时不能使用反照率1或纯白色？
-使用反照率1或纯白色意味着材质反射100%的光能量，这在现实生活中是不可能发生的，因为所有表面都会吸收一小部分光线，即使是喜马拉雅山顶部最纯净的雪也会有0.8或0.9的反照率。