Neue Funktionen und Aktualisierungen in der Grafik

Beim Aufbau eines Spiels gibt es viele Situationen, in denen Sie etwas einbinden möchten, das außerhalb des Kontextes der Hauptkamera gerendert wird. Vielleicht möchten Sie beispielsweise in einem Pause-Menü eine Version Ihrer Figur darstellen oder Sie benötigen in einem Mech-Spiel eine spezielle Rendering-Einstellung für das Cockpit.

Mit dem Kamera-Stacking können sie die Ausgaben mehrerer Kameras in Layer aufteilen und eine einzige kombinierte Ausgabe erstellen. Dadurch können Sie Effekte wie ein 3D-Modell in einer 2D-Benutzeroberfläche (UI) oder das Cockpit eines Fahrzeugs erstellen. In der Dokumentation sind die derzeitigen Einschränkungen aufgeführt.

Mit Assets für die Einstellung der Beleuchtung können Benutzer die Einstellungen ändern, die für mehrere Szenen gleichzeitig verwendet werden. Das bedeutet, dass Änderungen mehrerer Eigenschaften im Handumdrehen über Ihre Projekt hinweg propagiert werden können. Das ist ideal für Beleuchtungsgrafiker, die globale Einstellungen durchgängig für verschiedene Szenen müssen. Es geht nun schneller, zwischen Beleuchtungseinstellungen hin und her zu wechseln, wenn zum Beispiel beim Baking von der Vorschau- zur Produktionsqualität umgeschaltet wird.

Ein wichtiger Hinweis dazu: Beleuchtungseinstellungen gehören jetzt nicht mehr zur Unity-Szenendatei, sondern befinden sich in einer unabhängigen Datei innerhalb des Projekts, in der alle Einstellungen zur vorberechneten Gesamtbeleuchtung gespeichert werden.

Hinweis: Das oben angeführte Video wurde aus Enter the Room heraus von Nedd für ICRC erstellt.

Die Einstellung von Modellen für das Lightmapping ist jetzt sehr viel einfacher.

Um eine Lightmap für Objekte zu erstellen, müssen diese erst einmal ein „Unwrapping“ durchlaufen, damit die Geometrie in flache 2D-Texturkoordinaten (UV) umgewandelt wird. Das bedeutet, dass alle Seiten einem eindeutigen Teil der Lightmap zugeordnet werden müssen. Durch überlappende Bereiche können Bleeding oder sonstige unerwünschte visuelle Artefakte im Rendering entstehen.

Um Bleeding zwischen angrenzenden UV-Charts zu vermeiden, muss für geometrische Bereiche ein ausreichendes Padding gegeben sein, auf das Beleuchtungswerte ausgeweitet werden können. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Texturfiltereffekt keine Mittelwerte von angrenzenden Charts übernimmt, die gegebenenfalls nicht den erwarteten Beleuchtungswerten an der UV-Begrenzung entsprechen.

Dank der automatischen Verpackung von Unity wird der Packspielraum zwischen den Lightmap-UV auf ein Minimum reduziert, um diese Erweiterung zuzulassen. Das geschieht beim Import. Wenn jedoch eine Szene geringe Texel-Dichten aufweist oder wenn vielleicht der Maßstab von Objekten geändert wird, weist die Lightmap-Ausgabe immer noch unzureichendes Padding auf.

Um die Bestimmung der erforderlichen Größe des Packspielraums beim Import zu vereinfachen, bietet Unity jetzt das „Spielraumberechnungsverfahren“ im Model Importer an. Hier können Sie sowohl die Lightmap-Mindestauflösung als auch den Mindestmaßstab angeben, wie sie für das Modell verwendet werden sollen. Diese Eingabe dient dem Unwrapper von Unity als Ausgangspunkt zur Berechnung des erforderlichen Packspielraums, damit die Lightmaps nicht überlappen.

Die Wechselwirkung im Path Tracing ist ein Phänomen, bei dem Stichproben aus einer mit Lightmapping versehenen Szene „verklumpt“ oder auch mit Rauschen dargestellt werden. In der Version 2020.1 haben wir bessere Dekorrelationsverfahren für CPU Lightmapper und GPU Lightmapper implementiert. 

Diese Dekorrelationsverbesserungen sind standardmäßig aktiviert und erfordern keine Eingabe durch den Benutzer. Das  Ergebnis sind Lightmaps, die aus rauscharmen Ergebnissen in kürzerer Zeit zusammengestellt werden und weniger Artefakte zeigen.

Wir haben auch die Begrenzung der Anzahl der Lightmapper-Stichproben von 100.000 auf eine Milliarde Stichproben erweitert. Das kann bei einigen Projekten hilfreich sein, beispielsweise bei Architektur-Visualisierungen, in denen schwierige Beleuchtungsbedingungen eine Lightmap-Ausgabe mit hohem Rauschanteil bewirken können.

Weitere Verbesserungen für diese Funktion sind für die Version 2020.2 vorgesehen, die Sie jetzt als Vorschau unter Alpha-Builds ansehen können.

Beim Lightmapping werfen wir Strahlen auf die Szene, die an den Oberflächen reflektiert werden und Lichtpfade erzeugen, die für die Berechnung der Gesamtbeleuchtung herangezogen werden. Je mehr Strahlen reflektiert werden, desto länger ist der Pfad und desto länger dauert es, eine Probe zu erstellen. Dadurch dauert es länger, eine Lightmap der Szene zu erstellen. 

Um die auf die Berechnung der einzelnen Strahlen verwendete Zeit zu verkürzen, muss der Lightmapper einige Kriterien für die Beendigung des Pfads der einzelnen Lichtstrahlen festlegen. Dadurch können Sie ganz klar begrenzen, wie häufig die einzelnen Lichtstrahlen reflektiert werden. Sie können den Prozess noch weiter optimieren, indem Sie eine Technik anwenden, die als „Russisches Roulette“ bezeichnet wird und per Zufall Pfade auswählt, die früher enden sollen. 

Bei diesem Verfahren wird berücksichtigt, wie wichtig ein Pfad für die Gesamtbeleuchtung der Szene ist. Jedes Mal, wenn ein Strahl auf eine dunkle Oberfläche triff, erhöht sich die Chance, dass der Pfad früher endet. Durch das Aussortieren von Strahlen kann die Gesamt-Baking-Zeit verkürzt werden, ohne dass dadurch die Beleuchtungsqualität allzu sehr in Mitleidenschaft gezogen würde.

Das oben angeführte Bild wurde aus Enter the Room heraus von Nedd für ICRC erstellt.

Cookies gelten als Maps, die auf Leuchten der Modellbeleuchtung mit einer uneinheitlichen Leuchtdichteverteilung angewendet werden können. Dadurch können die realitätsnahe Darstellung der Beleuchtung verbessert und verschiedene sonstige dramatische visuelle Effekte erstellt werden.

Bisher waren Cookies nur auf Echtzeit-Leuchten begrenzt. In der Version 2020.1 unterstützt Unity jetzt auch Cookies in CPU und GPU Lightmappers. Somit wird bei Leuchten auch im Baking-Modus und gemischten Modi der Cookie-Einfluss auf die Dimmung direkter und indirekter Beleuchtung berücksichtigt.

Die Unterstützung von Lightmapping-Cookies dient als Grundlage für die Unterstützung von IES-Leuchten für unsere Architekturkunden in künftigen Versionen.

Mit der Szenenansicht für Mitwirkende und Empfänger können Sie jetzt sehen, welche Objekte innerhalb der Szene Auswirkungen auf die Gesamtbeleuchtung (Global Illumination – GI) haben. Dadurch kann auch schneller festgestellt werden, ob die Gesamtbeleuchtung aus Lightmaps oder aus Light Probes stammt.

Dank des Szenenansichtsmodus werden Mesh Renderer in unterschiedlichen Farben dargestellt – je nachdem, welchen Beitrag sie zur Gesamtbeleuchtung leisten und ob bzw. wie sie an Gesamtbeleuchtung teilhaben. Dieser Szenenansichtsmodus funktioniert in allen Scriptable Render Pipelines zusätzlich zum integrierten Renderer von Unity. 

Dieser Modus ist besonders bei Light Probe hilfreich, da er eine gute Übersicht über die Probe-Nutzung bietet. Farben können im Einstellungsfeld angepasst werden, um die Zugänglichkeit zu unterstützen.

Raytracing (Vorschau) unterstützt jetzt die Animation über die Komponente Skinned Mesh Renderer. Alembic Vertex Cache und Meshes mit dynamischen Inhalten (siehe Beispiel unten) werden über den Modus Dynamic Geometry Raytracing im Renderer-Menü unterstützt. Nehmen Sie an unserem High Definition Render Pipeline (HDRP) Raytracing-Forum teil, wenn Sie daran interessiert sind, diese Funktionen auszuprobieren. Ihnen steht auch unser Artikel zur Verfügung, der sich speziell mit der Raytracing-Funktion in der HDRP befasst.

Virtuelles Texturstreaming ist eine Funktion, dank derer die Nutzung des GPU-Speichers und die Texturladezeiten reduziert werden können, wenn es in einer Szene viele hochauflösende Texturen gibt. Dabei werden Texturen in Kacheln aufgeteilt und diese werden bei Bedarf schrittweise in den GPU-Speicher geladen. Das wird jetzt in der High Definition Render Pipeline (9.x-Vorschauversion und folgende) und zum Einsatz mit Shader Graph unterstützt. 

Das sich derzeit in der Entwicklung befindliche Paket können sie sich in diesem Beispielprojekt ansehen. Teilen Sie uns gern im Forum mit, was Sie davon halten.