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Lichter und Schatten für PC- und Konsolenspiele

Dies ist der dritte Artikel in einer Reihe von Artikeln, in denen erklärt wird, wie Entwickler und Technical Artists die High Definition Render Pipeline (HDRP) in Unity einrichten und nutzen können, um grafischen Realismus der Spitzenklasse zu erreichen. HDRP stellt einen Technologiesprung im Echtzeit-Rendering von Unity dar, so dass Sie mit Licht arbeiten können, wie es sich in der realen Welt verhält.

Lesen Sie auch die anderen Artikel in unserer Serie über hochwertige Beleuchtung:

Beleuchtung in der High-Definition-Rendering-Pipeline

HDRP enthält eine Reihe von verschiedenen Lichttypen und -formen, mit denen Sie die Beleuchtung Ihrer Szene steuern können.

Lichtarten

Dies sind die verfügbaren Lichttypen, ähnlich wie bei anderen Render-Pipelines in Unity:

  • Richtungsweisend: Es verhält sich wie das Licht einer unendlich weit entfernten Quelle, mit perfekt parallelen Lichtstrahlen, deren Intensität nicht abnimmt. Gerichtetes Licht ersetzt oft das Sonnenlicht. In einer Außenszene wird dies oft das Hauptlicht sein.
  • Spot: Dies ist vergleichbar mit einem realen Scheinwerfer, der die Form eines Kegels, einer Pyramide oder eines Kastens haben kann. Ein Spot fällt entlang der vorderen z-Achse sowie zu den Rändern der Kegel-/Pyramidenform hin ab.
  • Punkt: Es handelt sich um ein omnidirektionales Licht, das von einem einzigen Punkt im Raum aus alle Richtungen beleuchtet. Sie eignet sich für strahlende Lichtquellen wie eine Lampe oder Kerze.
  • Area: Er projiziert Licht von der Oberfläche einer bestimmten Form (Rechteck, Rohr oder Scheibe). Ein Flächenlicht funktioniert wie eine breite Lichtquelle mit gleichmäßiger Intensität in der Mitte, wie ein Fenster oder eine Leuchtstoffröhre.

Ändern Sie, wie Spot-, Punkt- und Flächenlichter mit der Reichweite abfallen. Viele HDRP-Lichter nehmen nach dem Gesetz des umgekehrten Quadrats ab, wie Lichtquellen in der realen Welt.

Spot- und Flächenlichter verfügen über zusätzliche Formen zur Steuerung der Lichtabstrahlung, wie in den folgenden Abschnitten beschrieben.

HDRP-Scheinwerfer

HDRP-Scheinwerfer können drei Formen annehmen:

  • Kegel: Projiziert Licht von einem einzigen Punkt auf eine kreisförmige Basis. Stellen Sie den Außenwinkel (Grad) und den Innenwinkel (Prozent) ein, um den Kegel zu formen und seine Winkeldämpfung zu ändern.
  • Pyramide: Projiziert Licht aus einem einzigen Punkt auf eine quadratische Grundfläche. Passen Sie die Pyramidenform mit dem Spot-Winkel und dem Seitenverhältnis an.
  • Box: Projiziert Licht gleichmäßig auf ein rechteckiges Volumen. Eine X- und eine Y-Größe bestimmen das Basisrechteck, und der Bereich steuert die Y-Abmessung. Dieses Licht hat keine Dämpfung, es sei denn, die Bereichsdämpfung ist aktiviert, die verwendet werden kann, um Sonnenlicht innerhalb der Begrenzung der Box zu simulieren.
HDRP Flächenleuchten

HDRP-Flächenleuchten können drei Formen annehmen:

  • Viereckig: Projiziert Licht von einer Rechteckform in die lokale positive Z-Richtung auf einen definierten Bereich.
  • Rohr: Projiziert Licht aus einer einzigen Linie in jede Richtung und in einem bestimmten Bereich. Dieses Licht funktioniert nur im Echtzeitmodus.
  • Scheibe: Projiziert Licht von einer Scheibenform in die lokale positive Z-Richtung in einem bestimmten Bereich. Dieses Licht funktioniert nur im Baked Mode.
Optionen für die Farbtemperatur
DIE LICHTERSCHEINUNGSEIGENSCHAFTEN BEI DER EMISSION VERÄNDERN. JEDES LICHT HAT ZUSÄTZLICHE EIGENSCHAFTEN.
Farbe und Temperatur

Alle HDRP-Lichttypen haben Emissionseigenschaften, die das Aussehen des Lichts definieren.

Sie können das Lichterscheinungsbild auf Farbe umstellen und eine RGB-Farbe angeben. Andernfalls ändern Sie dies in Filter und Temperatur, um eine physikalisch genauere Eingabe zu erhalten.

Mit der Farbtemperatur wird die Farbe in Grad Kelvin eingestellt. Siehe dazu den Spickzettel Beleuchtung und Belichtung weiter unten auf dieser Seite.

Sie können auch Farbe hinzufügen, die wie ein Filter wirkt und das Licht mit einem anderen Farbton abtönt. Dies ist vergleichbar mit dem Hinzufügen eines Farbgels in der Fotografie.

Zusätzliche Eigenschaften

Der HDRP enthält einige erweiterte Steuerelemente im Menü "Weitere Elemente" (⋮) oben rechts im Inspektor. Wählen Sie Zusätzliche Eigenschaften anzeigen, um weitere Optionen anzuzeigen.

Dazu gehören Kippschalter für "Diffus" und "Spiegelnd". Bei der Beleuchtung von Zwischensequenzen oder Filmsequenzen können Sie beispielsweise die Lichter, die die hellen, glänzenden Lichter steuern, unabhängig von denen, die das weichere, diffuse Licht erzeugen, trennen.

Sie können auch den Intensitätsmultiplikator verwenden, um die Gesamtintensität des Lichts anzupassen, ohne den ursprünglichen Intensitätswert zu ändern. Dies ist nützlich, um mehrere Lichter gleichzeitig aufzuhellen oder zu verdunkeln.

Leichte Schichten
EINE HELLE EBENE AUSWÄHLEN
Leichte Schichten

HDRP ermöglicht Ihnen die Verwendung von Lichtschichten um Licht nur auf bestimmte Meshes in Ihrer Szene wirken zu lassen. Dies sind LayerMasken, die Sie mit einer Lichtkomponente und einem MeshRenderer verknüpfen können.

Klicken Sie in den Lichteigenschaften auf die Schaltfläche Weitere Optionen , um die Dropdown-Liste Lichtebene unter Allgemein anzuzeigen. Wählen Sie aus, welche LayerMasken Sie mit dem Licht verknüpfen möchten. Sie können auch die Option Zusätzliche Eigenschaften anzeigen aus dem Menü Weitere Elemente (☰) wählen. Auf diese Weise wird auch das Dropdown-Menü Lichtebene unter Allgemein angezeigt. Wählen Sie die Ebenenmasken aus, die Sie mit dem Licht verknüpfen möchten.

Rendering-Ebenenmaske
DIE MASKE DER RENDERING-EBENE SO EINSTELLEN, DASS NUR BESTIMMTES LICHT AUF DAS NETZ EINWIRKT.
Rendering-Ebenenmaske

Als Nächstes richten Sie die MeshRenderer mit der Rendering-Ebenenmaske ein. Nur Lichter auf der passenden LayerMaske wirken sich auf das Netz aus. Diese Funktion ist von unschätzbarem Wert, wenn es darum geht, Lichtlecks zu beheben, und stellt sicher, dass das Licht nur auf das gewünschte Ziel trifft. Es kann auch Teil des Arbeitsablaufs sein, die Beleuchtung von Zwischensequenzen so einzurichten, dass nur die Charaktere eine spezielle Beleuchtung für die Filmsequenzen erhalten.

Wenn Sie z. B. verhindern möchten, dass die Beleuchtung im Inneren eines Gebäudes versehentlich in die Außenwände eindringt, können Sie für den Innen- und Außenbereich spezielle Lichtebenen einrichten. So haben Sie eine genaue Kontrolle über Ihre Licht-Setups.

Um Ihre Lichtschichten einzurichten, gehen Sie zu den HDRP-Standardeinstellungen. Im Bereich Layers Names können Sie die Namen der Lichtschichten 0 bis 7 festlegen.

Weitere Informationen, einschließlich der vollständigen Liste der Lichteigenschaften, finden Sie in der Dokumentation der Komponente Licht.

Leichte Ankerkomponente
DIE LEICHTE ANKERKOMPONENTE
Leichter Anker

Unity 2021 LTS und höher enthält ein Light Anchor System, das Ihnen hilft, Lichter schnell aufzustellen, indem es den Winkel und den Abstand zwischen der Kamera und dem Motiv steuert. Außerdem können Sie über neun Voreinstellungen gängige Beleuchtungswinkel auswählen.

Wenn Sie eine Filmszene, ein Produkt oder eine Aufnahme mit mehreren Lichtern um Figuren oder Requisiten herum beleuchten müssen, bietet die Komponente Light Anchor eine schnelle und effiziente Lichtmanipulation im Bildschirmbereich um ein Ankerziel herum.

Vergewissern Sie sich zunächst, dass Ihre Kamera als MainCamera getaggt ist, und fügen Sie dann eine Light Anchor-Komponente zu dem Spotlicht hinzu, das Sie steuern möchten. Richten Sie das Licht und das Motiv aus; diese Position ist nun der Ankerpunkt des Spotlichts. Vergrößern Sie den Abstand zwischen dem Ankerpunkt und dem Spot-Licht oder passen Sie sogar die Position des Lichts um den Ankerpunkt herum an, indem Sie die Umlaufbahn, die Höhe und die Drehung des Lichts in der Spielansicht einstellen, anstatt die Transformation des Lichts in der Szenenansicht manuell anzupassen.

Weitere Informationen finden Sie in dieser einführenden Präsentation über Light Anchors.

Physikalische Lichteinheiten und Intensität

HDRP verwendet physikalische Lichteinheiten (PLU) zur Messung der Lichtintensität. Diese entsprechen realen SI-Messungen für die Beleuchtungsstärke, einschließlich Candela, Lumen, Lux und Nits. Beachten Sie, dass PLU davon ausgeht, dass eine Einheit in Unity einem Meter entspricht, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Einheiten

Physikalische Lichteinheiten können sowohl Einheiten des Lichtstroms als auch der Beleuchtungsstärke umfassen. Der Lichtstrom ist die Gesamtmenge des von einer Quelle ausgestrahlten Lichts, während die Beleuchtungsstärke die Gesamtmenge des von einem Objekt empfangenen Lichts angibt (oft in Lichtstrom pro Flächeneinheit).

Da kommerzielle Beleuchtung und Fotografie je nach Anwendung unterschiedliche Einheiten darstellen können, unterstützt Unity aus Kompatibilitätsgründen mehrere Physical Light Units:

  • Candela: Eine Einheit entspricht dem Lichtstrom einer Wachskerze. Dies wird auch als Lichtstärke bezeichnet.
  • Lumen: Dies ist die SI-Einheit des Lichtstroms, definiert als eine Candela über einen Raumwinkel(Steradian). Bei kommerziellen Glühbirnen ist die Angabe von Lumen üblich. Verwenden Sie es mit Unity Spot-, Punkt- oder Flächenlicht.
  • Lux: Eine Lichtquelle, die ein Lumen auf eine Fläche von einem Quadratmeter abstrahlt, hat eine Beleuchtungsstärke von einem Lux. In der realen Welt zeigen Belichtungsmesser in der Regel Lux an. Sie werden diese Einheit häufig mit Richtungslichtern in Unity verwenden.
  • Nissen: Dies ist eine Einheit der Leuchtdichte, die einer Candela pro Quadratmeter entspricht. Anzeigegeräte und LED-Panels (z. B. Fernseher oder Monitore) messen ihre Helligkeit häufig in Nits.
  • EV100: Die Intensität, die EV100 entspricht, hat einen Belichtungswert bei 100-ISO-Film (siehe Abschnitt "Formel für den Belichtungswert" auf dieser Seite). Eine Erhöhung der Belichtung führt aufgrund des logarithmischen Verhaltens zu einer Verdoppelung der Beleuchtung.

Um eine reale Lichtquelle nachzubilden, wechseln Sie zu dem in den technischen Daten angegebenen Gerät und schließen Sie den richtigen Lichtstrom oder die richtige Leuchtdichte an. HDRP stimmt mit den physikalischen Beleuchtungseinheiten überein, wodurch ein Großteil des Rätselratens bei der Einstellung der Intensitäten entfällt.

Klicken Sie auf das Symbol, um Voreinstellungen für Außen, Innen, Dekorativ und Kerze zu wählen. Diese Einstellungen sind ein guter Ausgangspunkt, wenn Sie nicht explizit einen bestimmten Wert abgleichen wollen.

Allgemeine Beleuchtungs- und Belichtungswerte

Der hier gezeigte Spickzettel enthält die Farbtemperatur und die Beleuchtungsstärke gängiger realer Lichtquellen. Sie enthält auch Belichtungswerte für verschiedene Beleuchtungsszenarien.

Eine vollständige Tabelle der Beleuchtungswerte finden Sie in der Dokumentation Physikalische Beleuchtungseinheiten.

IES-Profile auf verschiedene Leuchten angewendet
PROFILE, DIE AUF VERSCHIEDENE LEUCHTEN ANGEWENDET WERDEN
IES-Profile und Cookies

Mithilfe eines IES-Profils können Sie Ihre Punkt-, Spot- und Flächenlichter so gestalten, dass sie den Abfall von realen Lichtern genau nachahmen. Dies funktioniert wie ein Lichtkeks, mit dem bestimmte Herstellerspezifikationen auf ein Lichtmuster angewendet werden. IES-Profile verleihen den Lichtern einen zusätzlichen Schub an Realismus.

Importieren Sie ein IES-Profil über Assets > Neues Asset importieren. Der Importeur erstellt automatisch eine Lichtvorlage mit der richtigen Intensität. Ziehen Sie die Voreinstellung dann einfach in die Szenenansicht oder Hierarchie und passen Sie die Farbtemperatur an.

Beleuchtung der Umgebung

In der realen Welt wird das Licht um uns herum reflektiert und gestreut. Der Himmel und der Boden tragen zur Beleuchtung der Umgebung bei, da zufällige Photonen zwischen der Atmosphäre und der Erde und schließlich dem Beobachter hin- und herpendeln.

In HDRP können Sie mit dem Visual Environment Override den Himmel und das allgemeine Ambiente für eine Szene festlegen.

Verwenden Sie zum Beispiel Ambient Mode: Dynamisch, um die Himmelsbeleuchtung auf die aktuelle Übersteuerung einzustellen, die in der visuellen Umgebung unter Himmel > Typ angezeigt wird.

Andernfalls: Umgebungsmodus: Statisch ist standardmäßig auf die Himmelseinstellungen auf der Registerkarte Umgebung des Fensters Beleuchtungeingestellt.

Auch wenn andere Lichtquellen deaktiviert sind, versorgt die visuelle Umgebung die Beispielszene mit allgemeinem Umgebungslicht.

Das Hinzufügen des Hauptlichts der Sonne vervollständigt die allgemeine Beleuchtung der Szene. Das Umgebungslicht füllt die Schattenbereiche auf, damit sie nicht unnatürlich dunkel erscheinen.

HDRP umfasst drei verschiedene Techniken zur Erzeugung von Skiern. Stellen Sie den Himmelstyp entweder auf HDRI-Himmel, Gradientenhimmel oder physikalisch basierten Himmel ein. Fügen Sie dann die entsprechende Überschreibung aus dem Menü Himmel hinzu.

Die Anwendung eines visuellen Umgebungshimmels ist vergleichbar mit der Umhüllung der gesamten virtuellen Welt mit einer riesigen beleuchteten Kugel. Die farbigen Polygone der Kugel liefern das allgemeine Licht von Himmel, Horizont und Boden.

HDRI-Himmel

Mit HDRI Sky können Sie den Himmel mit einer Cubemap darstellen, die aus High Dynamic Range (HDRI)-Fotos erstellt wurde. Im Internet finden Sie zahlreiche kostenlose und kostengünstige Quellen für HDRIs. Ein guter Ausgangspunkt ist das Unity HDRI Pack aus dem Asset Store. Wenn Sie abenteuerlustig sind, haben wir auch einen Leitfaden für die Aufnahme eigener HDRIs.

Sobald Sie Ihre HDRI-Assets importiert haben, fügen Sie die HDRI Sky Override hinzu, um das HDRI Sky Asset zu laden. Hier können Sie auch die Optionen für Verzerrung, Drehung und Aktualisierungsmodus anpassen.

Da der Himmel eine Beleuchtungsquelle ist, geben Sie den Intensitätsmodus an und wählen Sie dann einen entsprechenden Wert für Belichtung/Multiplikator/Lux, um die Stärke der Umgebungsbeleuchtung zu steuern. Beispiele für Intensitäts- und Belichtungswerte finden Sie auf dem obigen Spickzettel für Beleuchtung und Belichtung.

Wolkenschichten animieren

Sie können Ihren HDRI-Himmel animieren und die HDRI-Karte entweder prozedural oder mit einer Flowmap verzerren. Damit können Sie einen Windeffekt auf einem statischen HDRI vortäuschen oder andere spezifische VFX erstellen.

Farbverlauf Himmel Farben
DIE OBEREN, MITTLEREN UND UNTEREN FARBEN VERSCHMELZEN ZU EINEM FARBVERLAUF.
Farbverlauf Himmel

Wählen Sie Farbverlauf Himmel in der visuellen Umgebung, um den Hintergrundhimmel mit einer Farbrampe anzunähern. Fügen Sie dann die Überschreibung "Gradient Sky Override" hinzu. Verwenden Sie die Felder Oben, Mitte und Unten, um die Farben für den Farbverlauf festzulegen.

Überblenden Sie die Farbrampe mit Gradient Diffusion, und wählen Sie die Intensität für die Stärke der Beleuchtung.

Physikalisch basierter Himmel

Wenn Sie etwas wesentlich Realistischeres als einen Farbverlauf wünschen, verwenden Sie die Physikalisch basierte Himmelsüberlagerung.

Auf diese Weise wird prozedural ein Himmel erzeugt, der Phänomene wie Mie-Streuung und Rayleigh-Streuung einbezieht, die die Streuung des Lichts durch die Atmosphäre simulieren und die Farbgebung des natürlichen Himmels nachbilden. Der physikalisch basierte Himmel erfordert für eine genaue Simulation ein gerichtetes Licht.

Demo für tief hängenden Nebel
VERWENDEN SIE DIE BASISHÖHE UND DIE MAXIMALE HÖHE, UM TIEF HÄNGENDEN NEBEL ZU ERZEUGEN.
Nebel und atmosphärische Streuung

Rauch, Nebel und Dunst sind traditionelle Mittel der Kinematographie. Sie können dazu beitragen, der Bühnenbeleuchtung Tiefe und Dimension zu verleihen oder eine stimmungsvolle Atmosphäre zu schaffen.

Verwenden Sie Fog für einen ähnlichen Vorteil im HDRP. Seine Deckkraft hängt von der Entfernung des Objekts von der Kamera ab. Nebel kann auch die entfernte Clipping-Ebene der Kamera ausblenden, so dass entfernte Geometrien wieder in die Szene eingeblendet werden.

Fog Override Schnittstelle
NEBELÜBERWACHUNG
Globaler Nebel

HDRP implementiert Global Fog als Fog Override. Hier verblasst der Nebel exponentiell aufgrund seiner Entfernung zur Kamera und seiner Höhe im Weltraum.

Richten Sie die Nebelüberlagerung für ein Volumen in Ihrer Szene ein. Die Basishöhe legt eine Grenze fest, an der konstanter, dickerer Nebel beginnt, sich nach oben hin zu lichten. Die Nebeldichte nimmt weiterhin exponentiell ab, bis sie die maximale Höhe erreicht.

Ebenso steuern die Nebelschwächungsdistanz und die maximale Nebeldistanz, wie der Nebel mit zunehmender Entfernung von der Kamera abnimmt. Schalten Sie den Farbmodus zwischen einer konstanten Farbe und der vorhandenen Himmelsfarbe um.

Volumetrischer Nebel
VOLUMETRISCHER NEBEL HEBT DIE GEOMETRIE DES VORDERGRUNDS BESSER HERVOR
Volumetrischer Nebel

Aktivieren Sie Volumetrischer Nebel, um atmosphärische Streuung zu simulieren. Vergewissern Sie sich, dass Nebel und Volumetrics in Beleuchtung > Bildeinstellungen (entweder unter Kamera oder in HDRP Standardeinstellungen) aktiviert sind. Aktivieren Sie außerdem den volumetrischen Nebel in der HDRP-Pipeline-Anlage.

Die volumetrische Nebeldistanz legt den Abstand (in Metern) zwischen der nahen Clipping-Ebene der Kamera und der Rückseite des volumetrischen Beleuchtungspuffers fest. Dies füllt die Atmosphäre mit einem in der Luft schwebenden Material und verdeckt teilweise GameObjects in Reichweite.

Volumetrische Beleuchtung

Volumetrische Beleuchtung kann das Rendering dramatischer Sonnenstrahlen simulieren, z. B. dämmrige Strahlen hinter den Wolken bei Sonnenuntergang oder durch das Laub.

Jede Lichtkomponente (mit Ausnahme von Flächenlichtern) hat eine Volumetrics-Gruppe. Aktivieren Sie die Option Aktivieren und stellen Sie dann den Multiplikator und den Schattendimmer ein. Ein Echtzeit- oder Mixed-Mode-Licht erzeugt "göttliche Strahlen" im volumetrischen Nebel. Der Multiplikator regelt die Intensität, während der Schattendimmer steuert, wie schattenwerfende Flächen in das Licht schneiden.

Raum 2 in der Beispielszene verfügt über ein Oberlicht und volumetrischen Nebel. Der Rahmen der Glasvitrine schneidet volumetrische Schatten aus den Sonnenstrahlen von der Decke. Drehen Sie den Schatten-Dimmer auf und erhöhen Sie den Multiplikator, um den Effekt zu verstärken.

Dichtemasken-Textur aus den lokalen volumetrischen 3D-Texturproben
DICHTE-MASKEN-TEXTUR AUS DEN LOKALEN VOLUMETRISCHEN 3D-TEXTURMUSTERN
Lokaler volumetrischer Nebel

Wenn Sie detailliertere Nebeleffekte wünschen, als sie der Fog Override bieten kann, bietet HDRP auch Lokaler volumetrischer Nebel (vor HDRP 12 Dichte-Volumen-Komponente genannt).

Dabei handelt es sich um eine separate Komponente außerhalb des Volume-Systems. Erstellen Sie ein Local Volumetric Fog GameObject über das Menü(GameObject > Rendering > Local Volumetric Fog) oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Hierarchie(Rendering > Local Volumetric Fog).

Dadurch wird ein nebelgefüllter Begrenzungskasten erzeugt. Passen Sie die Größe, die Achsensteuerung und die Überblend- und Ausblendoptionen an. Standardmäßig ist der Nebel gleichmäßig, aber Sie können eine 3D-Textur auf das Feld Textur unter dem Unterabschnitt Textur der Dichtemaske anwenden. Dadurch erhält der Benutzer mehr Flexibilität bei der Gestaltung des Nebels.

Laden Sie Beispiele aus dem Paketmanager > Lokale volumetrische 3D-Texturbeispiele herunter oder folgen Sie den Anweisungen in der Dokumentation, um Ihre eigenen Dichtemasken zu erstellen.

Fügen Sie eine Bildlaufgeschwindigkeit für die Animation hinzu und passen Sie die Kacheln an. Ihr volumetrischer Nebel kann dann sanft durch die Szene rollen.

HDRP voxeliert den lokalen volumetrischen Nebel, um die Leistung zu verbessern, obwohl die Voxelisierung grob erscheinen kann. Um Aliasing zu reduzieren, verwenden Sie eine Dichtemaskentextur und erhöhen Sie den Mischabstand, um die Kanten des Nebels weicher zu machen.

In den HDRP-Versionen 12 und höher können Sie in Ihrem HDRP-Pipeline-Asset lokale volumetrische Auflösungen von bis zu 256x256x256 aktivieren. Dies ermöglicht präzisere, großflächigere Effekte.

Wolkenschicht auf HDRI Sky
EINE WOLKENSCHICHT ERSCHEINT VOR DEM HDRI-HIMMEL.
Wolken

Der Himmel wäre ohne Wolken nicht vollständig. In HDRP 12 und höher, verwenden Sie Wolken-Ebenen um natürlich aussehende Wolken zu erzeugen, die den Himmel und die visuellen Umgebungsüberlagerungen ergänzen.

Volumetrische Wolken erzeugen realistische Wolken mit einer tatsächlichen Dicke, die auf Beleuchtung und Wind reagieren.

DefaultCloudMap-Kanäle
DIE VIER KANÄLE DER DEFAULTCLOUDMAP
Wolkenschicht

Die Wolkenebene ist eine 2D-Textur, die Sie mithilfe einer Flowmap mit roten und grünen Kanälen zur Steuerung der Vektorverschiebung animieren können. Er befindet sich vor dem Himmel und bietet die Möglichkeit, Schatten auf den Boden zu werfen.

Verwenden Sie im Spielmodus die Wolkenebene, um dem Himmel eine leichte Bewegung zu verleihen und den Hintergrund dynamischer zu gestalten.

Aktivieren Sie in einem lokalen oder globalen Volumen die Hintergrundwolken in der visuellen Umgebung. Fügen Sie dann die Überschreibung der Wolkenebene hinzu.

Die Wolkenkarte selbst ist eine Textur, die eine zylindrische Projektion verwendet, wobei die RGBA-Kanäle alle verschiedene Wolkentexturen enthalten (Kumulus-, Stratus-, Zirrus- bzw. Schäfchenwolken). Sie können dann die Steuerelemente für die Wolkenebene verwenden, um jeden Kanal zu überblenden und die gewünschte Wolkenformation zu erstellen.​. Es gibt zwei Ebenen mit vier Kanälen, mit denen Sie bis zu acht Wolkenlandschaften simulieren und überblenden können. Ändern Sie die Animation, die Beleuchtung, die Farbe und die Schatten der Wolke nach Ihren Wünschen.

Volumetrische Wolken

Wenn Ihre Wolken mit dem Licht interagieren sollen, verwenden Sie volumetrische Wolken. Diese können Schatten rendern, Nebel aufnehmen und volumetrische Lichtschächte erzeugen. Kombinieren Sie diese mit Cloud Layer-Wolken oder fügen Sie sie separat hinzu.

So aktivieren Sie volumetrische Wolken in Ihrem:

  • HDRP-Anlage: Gehen Sie zu Beleuchtung > Volumetrische Wolken > Volumetrische Wolken.
  • Lokales oder globales Volumen: Fügen Sie die Überschreibung für volumetrische Wolken hinzu.

Mit den Optionen Erweiterte und Manuelle Wolkensteuerung können Sie Karten für jeden Wolkentyp definieren.

Weitere Informationen zur Wolkenebene und den volumetrischen Wolkenüberschreibungen finden Sie in der Dokumentation Wolken in HDRP. Bitte lesen Sie Neue Beleuchtungsfunktionen in Unity 2021.2 für einen detaillierten Blick auf volumetrische Wolken.

Schatten Einstellungen pro Licht
SCHATTENEINSTELLUNGEN PRO LICHT
Schatten

Ohne Dunkelheit können wir das Licht nicht wahrnehmen. Gut platzierte Schatten können Ihren Szenen zusätzliche Tiefe und Dimension verleihen und ihnen ebenso viel Charakter verleihen wie die Beleuchtung selbst. HDRP enthält eine Reihe von Funktionen zur Feinabstimmung Ihrer Schatten und verhindert, dass Ihre Renderings flach aussehen.

Schatten-Karten

Schatten werden mit einer Technik namens Shadow Mapping gerendert, bei der eine Textur die Tiefeninformationen aus der Sicht des Lichts speichert.

Suchen Sie den Unterabschnitt " Schatten" der Komponente "Licht" , um den Aktualisierungsmodus und die Auflösung der Schattenkartezu ändern. Höhere Auflösungen und Aktualisierungsfrequenzen sind kostspieliger.

Blocky Shadows Beispiel
PERSPEKTIVISCHES ALIASING MIT BLOCKIGEN SCHATTEN
Perspektivische Verfremdung

Bei einem gerichteten Licht deckt die Schattenkarte einen großen Teil der Szene ab, was zu einem Problem namens perspektivisches Aliasing führen kann. Pixel der Schattenkarte, die sich in der Nähe der Kamera befinden, sehen im Vergleich zu weiter entfernten Pixeln zackig und blockig aus.

Unity löst dieses Problem mit kaskadierten Schattenkarten, wie im nächsten Abschnitt erläutert.

Schattenkaskade
SCHATTENKASKADEN REDUZIEREN PERSPEKTIVISCHE ALIASING-EFFEKTE.
Schattenkaskaden

Eine kaskadierte Schattenkarte unterteilt den Kamerastumpf in Zonen mit jeweils eigener Schattenkarte. Dadurch wird der Effekt des perspektivischen Aliasing reduziert.

Schatten Override-Schnittstelle
SCHATTEN ÜBERLAGERN
Schatten Override

HDRP gibt Ihnen zusätzliche Kontrolle über Ihre Schattenkaskaden mit der Funktion Schatten Übersteuerung. Verwenden Sie die Kaskadeneinstellungen für jedes Volume, um anzugeben, wo die jeweilige Kaskade beginnt und endet.

Schalten Sie die Schaltfläche Kaskaden anzeigen ein, um Kaskadensplits besser zu visualisieren. Mit einigen Optimierungen können Sie das perspektivische Aliasing auf ein Minimum reduzieren.

Kontaktschatten Override Interface
KONTAKTSCHATTEN ÜBERSTEUERN
Kontakt Schatten

Shadow Maps erfassen oft nicht die kleinen Details, insbesondere an den erkennbaren Kanten, an denen sich zwei Mesh-Oberflächen verbinden. HDRP kann diese Kontaktschatten mit Hilfe des Kontaktschatten-Overrides erzeugen.

Kontaktschatten sind ein Bildschirmschatteneffekt, der für die Berechnungen auf Informationen innerhalb des Rahmens angewiesen ist. Objekte, die sich außerhalb des Rahmens befinden, tragen nicht zum Kontaktschatten bei. Sie eignen sich vor allem für Schattendetails, die nur eine kleine Fläche auf dem Bildschirm einnehmen.

Vergewissern Sie sich, dass Sie Kontaktschatten in den Rahmeneinstellungen aktivieren. Sie können die Anzahl der Abtastungen auch im Pipeline-Asset unter Kontaktschatten überschreiben in den Beleuchtungsqualitätseinstellungen anpassen.

In 2021 LTS und neueren Versionen wurde diese Funktion verbessert, damit sie gut mit Terrain und SpeedTree funktioniert. Lesen Sie mehr im Blog.

Mikro-Schatten

HDRP kann selbst kleine Schattendetails in Ihre Materialien integrieren. Mikroschatten verwenden Normal- und Ambient Occlusion Maps, um wirklich feine Oberflächenschatten zu rendern, ohne die Mesh-Geometrie selbst zu verwenden.

Fügen Sie den Mikroschatten-Override zu einem Volumen in Ihrer Szene hinzu und passen Sie die Deckkraft an. Beachten Sie jedoch, dass Micro Shadows nur mit gerichteten Lichtern funktionieren.

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