Блок 2. «Теория систем освещения»

Освещение — ключевой элемент, отвечающий за формирование визуального восприятия сцены. Оно подчеркивает форму объектов, создает глубину, тени, отражения и атмосферу, влияя на эмоциональное восприятие и погружение смотрящего. Без правильно настроенного света объекты выглядят плоскими и неестественными. Освещение также служит навигационным элементом и акцентом — с его помощью выделяются важные объекты как в кино, так и в играх. Правильное освещение усиливает чувственное и эмоциональное воздействие визуального контента.

В Unreal Engine 5 параметр Mobility определяет, как объект будет вести себя в сцене с точки зрения движения и освещения. Существует три основных типа: static, stationary и movable. Static объекты не двигаются и не меняют свои параметры, например, здания, ландшафт и т. д. Этот тип позволяет улучшить производительность, так как игровые ресурсы не тратятся на пересчёт освещения для таких объектов. Stationary — промежуточный между Static и Movable. Он поддерживает динамические тени от подвижных объектов и подходит для света, который не движется, но меняет характеристики во время игры, например, уличные фонари с меняющимся цветом. Объекты и источники света с типом Movable полностью динамические. Все освещение и тени считаются в реальном времени, т. е. зависят от текущего положения и изменений объекта. Такой тип требует больше ресурсов, так как освещение не кэшируется и постоянно пересчитывается. Оно используется для объектов, которые двигаются или изменяются во время игры, например, персонажи, двери, машины, солнце и др.

Lumen — это инновационная система глобального освещения и отражений в UE5 (по состоянию на 2025 год), разработанная для создания полностью динамичного, реалистичного и детализированного освещения в реальном времени. Lumen объединяет несколько методов, включая трассировку лучей в пространстве (Screen-Space Ray Tracing) и использование Signed Distance Fields (SDF) — упрощённого представления геометрии сцены для расчёта косвенного освещения, отражений и теней.

• Обеспечивает мягкие и естественные тени.

• Позволяет быстро адаптировать освещение при изменении времени суток или перемещении источников света. •Заменяет устаревшие методы, такие как SSAO (Screen Space Ambient Occlusion) и статические screen-space отражения. • Подходит как для открытых пространств, так и для замкнутых помещений. • Просчет Lumen Global Illumination, Lumen Reflections и Lumen Sky Lighting.

• Поддерживает множественные отражения при indirect (косвенном) освещении, emissive материалы и colour bleeding.

• Использует Surface Cache — систему автоматической параметризации поверхностей близлежащей геометрии для быстрого поиска освещения в точках попадания лучей. • Фиксирует свойства материала для каждого меша под разными углами. Эти позиции («карты» или «Cards») генерируются в автономном режиме для каждого меша. По умолчанию создаётся 12 карт на меш; их количество можно увеличить через настройку Max Lumen Mesh Cards в Static Mesh Editor.

• Карты можно визуализировать с помощью консольной команды r.Lumen.Visualize.CardPlacement 1.

• Трассировка по триангулированной геометрии для высокой точности отражений и освещения. • Для использования Hardware RT в связке с Lumen настройки активируются в Project Settings (необходимо включить Support Hardware Ray Tracing и Use Hardware Ray Tracing when available). Для максимально качественных отражений надо включить Ray Lighting Mode — Hit Lighting for Reflections.

• Поддерживает более широкий спектр геометрии, включая меши со скинингом. • Обеспечивает высокое качество, но создает значительную нагрузку на GPU, особенно в больших сценах с множеством объектов.

• Использует Mesh Distance Fields и работает на широком спектре оборудования. • Требует включения опции Generate Mesh Distance Fields в Project Settings. • Подходит для систем с поддержкой Shader Model 5 (SM5). • Подгрузка и выгрузка Distance Fields зависят от расстояния до камеры и упаковываются в единый атлас.