El proceso de renderizado de alta definición: Guía de inicio para artistas
Nota del editor: La información contenida en esta publicación no está actualizada. Para versiones más nuevas de Unity, recomendamosLa guía definitiva sobre iluminación en el formato de libro electrónico High Definition Render Pipeline (HDRP), que se actualizó por última vez en 2022.
En esta publicación, exploraremos la creación de una escena que se renderizará utilizando el canal de renderizado de alta definición de Unity, también conocido como HDRP. Caminaremos paso a paso por el inicio de un nuevo proyecto HDRP, la actualización de los materiales de cualquier activo importado y aprenderemos a usar los nuevos parámetros dentro del Inspector de materiales para crear un material de vidrio realista. También destacaremos las diferencias entre la canalización incorporada y HDRP.
En 2018.1, Unity introdujo un nuevo sistema llamado Scriptable Render Pipeline (SRP), que le permite crear su propio pipeline de renderizado, en función de las necesidades de su proyecto. SRP incluye dos tuberías listas para usar, llamadas Lightweight (LWRP) y High Definition (HDRP). HDRP apunta a una alta fidelidad visual y es adecuado para plataformas de PC o consola.
Si aún no lo ha hecho, le recomendamos que instale Unity Hub. Le ayuda a realizar un seguimiento de sus proyectos, así como de sus versiones instaladas de Unity. Al crear un nuevo proyecto en Unity Hub, en Plantilla, verá una opción para seleccionar RP de alta definición (Vista previa).
Dado que HDRP todavía está en versión preliminar, no es una buena idea cambiar a HDRP en medio de la producción. Sin embargo, puedes intentar actualizar tu proyecto a HDRP yendo al nuevo Administrador de paquetes e instalándolo. Tenga en cuenta que una vez que haya actualizado su proyecto a HDRP, no podrá revertirlo. Asegúrese de crear una copia de seguridad del proyecto antes de actualizar.
Como se mencionó anteriormente, HDRP todavía está en versión preliminar, por lo que está sujeto a cambios en el futuro. Para actualizar un proyecto desde el canal de renderizado integrado a HDRP, navegue a Ventana > Administrador de paquetes. En el Administrador de paquetes, puede ver todos los paquetes actuales instalados dentro de su proyecto Unity. En Todos, busque “HD Render Pipeline” (Render-pipelines.high) e instale la última versión. La instalación del pipeline también integrará el núcleo del pipeline de renderizado, Shader Graph y los paquetes de posprocesamiento.
Después de instalar el paquete HDRP, debe navegar a Editar > Configuración del proyecto > Gráficos para asignar el activo Scriptable Render Pipeline para HDRP.
El Inspector muestra el activo de canalización de renderizado actualmente instalado en el campo “Configuración de canalización de renderizado programable”. El activo de canalización de renderizado HDRP se asignará si está instalando la canalización desde Unity Hub. Si está actualizando su proyecto desde el pipeline integrado, este campo se establecerá en "Ninguno". Podemos asignar un activo de tubería haciendo clic en el botón junto al cuadro de selección de activo o arrastrando el activo desde la carpeta Configuración.
HDRP utiliza la API de canalización de renderizado programable de C#. Esto viene con una serie de preferencias diferentes que puedes configurar para personalizar la representación de tu proyecto. El hecho de que sus configuraciones de renderizado se almacenen en un Activo de canalización de renderizado significa que puede cambiar sus configuraciones de renderizado asignando un nuevo Activo de canalización de renderizado a este campo.
Para crear un nuevo activo de canalización de renderizado, haga clic con el botón derecho dentro de su carpeta de configuración y seleccione Crear > Renderizado > Activo de canalización de renderizado de alta definición.
Al usar un proyecto HDRP, cualquier material integrado de Unity, estándar o sin iluminación, no se renderizará y, por lo tanto, aparecerá usando el sombreador rosa sin iluminación predeterminado que Unity muestra cuando un sombreador está roto. Esto puede ocurrir al intentar actualizar un proyecto existente o al integrar contenido heredado, como activos de Asset Store que no usan sombreadores compatibles con HDRP. Para poder ser renderizado mediante HDRP, el material debe actualizarse.
Unity 2018.1 está equipado con una herramienta de conversión de materiales incorporada. Toma las propiedades del material del sombreador estándar de Unity y las convierte en nuevos materiales HDRP. Vale la pena señalar que esto no funciona con sombreadores personalizados, que deben reescribirse para HDRP.
Para acceder a la herramienta de conversión de materiales, navegue a Editar > Canalización de renderizado.
Unity ofrece varias opciones de actualización en este menú. Nos centraremos aquí en los dos primeros. “Actualizar los materiales del proyecto a materiales de alta definición” actualizará todos los materiales actualizables en el proyecto. “Actualizar materiales seleccionados a materiales de alta definición” le permite seleccionar qué materiales desea actualizar desde la ventana Proyecto.
Es en este punto que le recomendamos crear una copia de seguridad separada de su proyecto.
Una vez que se hayan convertido los materiales, el sombreador del material ahora se llamará “HDRenderPipeline/Lit”. Ahora tienes acceso completo a las nuevas funciones del sombreador iluminado HDRP dentro del Inspector de materiales.
Además, dentro de las opciones de Shader de Materiales, en “HDRenderPipeline”, puedes seleccionar y aplicar una variedad de tipos de shader como LitTesseleation o Unlit, por nombrar algunos.
Las secciones siguientes proporcionan una introducción a algunas de las nuevas características agregadas como parte de HDRP. Hemos utilizado algunas de estas nuevas funciones para mejorar el aspecto de nuestra cocina.
La iluminación en HDRP utiliza un sistema llamado Unidades Físicas de Luz (PLU). PLU significa que estas unidades se basan en valores medibles de la vida real, como los que verías al buscar bombillas en la tienda o al medir la luz con un fotómetro fotográfico.
Usamos LUX para luces direccionales porque en el mundo real, esos son los valores que se utilizan para medir la intensidad de la luz solar, lo que se puede hacer fácilmente con un medidor LUX. Otras fuentes de luz del mundo real utilizan lúmenes para medir la intensidad, que puede usarse como referencia para los emisores de luz más pequeños en nuestra escena.
La luz Realtime Line Light mantiene una salida de luz constante y sin interrupciones que emana de una línea de una longitud definible por el usuario. Este tipo de luces se utilizan comúnmente en películas animadas para lograr una iluminación realista. Añaden una calidad cinematográfica a la iluminación de tus escenas. Las luces de línea se pueden crear seleccionando el tipo de forma en el Inspector después de que se haya colocado una luz en una escena.
Muchas cocinas modernas utilizan un estilo de Line Light para iluminar el espacio de trabajo de la cocina, por lo que aquí Line Light no solo produce una iluminación realista, sino que es precisa como la que se encontraría en una cocina real.
Además, el Inspector de Luz puede determinar el color de una luz emitida a través de la temperatura. En una escala de 1000 a 20000 kelvin, cuanto menor sea el valor, menos calor se emite y la luz parece más roja. Por el contrario, a medida que aumenta el valor de la temperatura, aparece más azul.
De manera similar, el tipo de forma Rectángulo emite una salida de luz basada en valores personalizados de los ejes X e Y.
Nota: Actualmente, las sombras no son compatibles con los tipos de forma de luz de línea o rectángulo.
Como consejo adicional, el uso del Explorador de luz le permite administrar fácilmente cualquier tipo de luz dentro de su proyecto. Podrás modificar valores, cambiar el tipo de Luces e incluso manipular tipos de Sombras sin necesidad de ubicarlas en la escena. Las sondas de reflexión, las sondas de luz y los emisores estáticos también se pueden gestionar a través de esta ventana.
Para acceder al Explorador de luces, navegue a Ventana > General > Explorador de luces:
Los ajustes de volumen le permiten alterar visualmente sus preferencias de entorno, ajustando elementos como el entorno visual, el cielo procedimental y la configuración de sombras HD. Esto también le permite crear perfiles de volumen personalizados y alternar entre ellos.
La configuración del volumen se administra creando un GameObject y agregando el componente Volumen. Este flujo de trabajo es similar al utilizado para crear un volumen para la pila de posprocesamiento v2. En HDRP, habrá uno presente dentro de la jerarquía de forma predeterminada.
Configuración de sombras HD
La configuración de sombras HD le permite determinar la calidad general de las sombras en un volumen. El campo Distancia máxima calcula la calidad de las sombras en función de la distancia de la cámara a la sombra.
Entorno visual
Tienes dos menús desplegables dentro del Entorno visual.
Sky Type ofrece tres opciones: Cielo procedimental, cielo degradado y cielo HDRI.
El cielo procedimental produce un entorno basado en los valores que elija dentro del componente de cielo procedimental.
HDRI Sky construye un mapa del entorno basado en un conjunto de imágenes dentro del componente. De manera predeterminada, el componente HDRISky no está asignado a la configuración de volumen. Al hacer clic en “Agregar reemplazos de componentes...” en la parte inferior de la pestaña Inspector y seleccionar “HDRI Sky”, el componente estará disponible.
Ahora puedes asignar un mapa cúbico de cielo HDRI y modificar los valores para lograr una iluminación precisa y real.
Unity HDRI Pack está disponible en Asset Store de forma gratuita en Unity Technologies y proporciona 7 mapas cúbicos HDR preconvertidos (resolución 1024x2014) listos para usar en su proyecto.
Para esta escena, “TreasureIslandWhiteBalancedNoSun” del Unity HDRI Pack funcionó mejor, ya que proporcionó suficiente luz para iluminar la cocina, pero sin apagarla. Por supuesto, con los modificadores suministrados dentro del Componente, como Exposición y Multiplicador, se puede alterar y ajustar el brillo. Es importante elegir un mapa HDRI que complemente tu escena.
Por último, Fog Type te ofrece 3 opciones: Lineal, Exponencial y Volumétrica. Para determinar los valores, repita el paso del componente anterior (“Agregar reemplazo de componente”, aplique el componente relevante al Inspector)
Antes de la introducción del HDRP, crear un material de vidrio no era una tarea fácil. No había una manera sencilla de construir un material de vidrio realista sin una investigación exhaustiva y una programación de sombreadores o recurrir a Asset Store para usar un sombreador personalizado.
Ahora, con las nuevas características del HDRP Lit Shader disponibles en el Inspector de materiales, puede crear vidrio que no solo se ve genial sino que también refracta la luz según configuraciones definibles.
Para comenzar, queremos crear un nuevo HDRenderPipeline/Lit Material. Este es el sombreador de material predeterminado que se aplica a cualquier material nuevo creado en HDRP.
Para crear un nuevo material, haga clic derecho dentro de la carpeta preferida y seleccione Crear -> Material. El Inspector de materiales ahora mostrará el nuevo Inspector de materiales HDRP. En él hay algunos cambios notables. Vamos a repasarlos.
Aquí puedes comenzar a determinar la superficie del material.
Tipo de superficie
Hay dos opciones para el tipo de superficie, Opaco o Transparente. Opaco simula un material completamente sólido, sin penetración de luz.
Por el contrario, Transparente es una mezcla alfa y simula una superficie translúcida, aunque útil, este tipo de superficie es más costosa de renderizar.
Una característica importante de HDRP es la iluminación unificada en objetos transparentes y opacos.
Seleccione Transparente para este ejemplo. Esto proporcionará acceso a los parámetros que se analizarán más adelante.
Doble cara
Esta preferencia permite que el material se represente en ambos lados. De forma predeterminada, el Modo Normal está configurado en Espejo, pero dentro del menú desplegable podemos seleccionar Voltear o Ninguno.
Si la opción Doble cara no está activa, Unity solo renderizará los lados del material que miran hacia la dirección de las cámaras.
Las opciones de tipo de material crean nuevos comportamientos que permiten materiales aún más realistas. Cada una de estas opciones proporciona parámetros adicionales dentro del Inspector una vez activadas.
Estándar
Utiliza los parámetros básicos y es el tipo de material predeterminado.
Dispersión subsuperficial (SSS)
La dispersión del subsuelo funciona simulando cómo la luz interactúa y penetra en objetos translúcidos como las plantas. También se utiliza para dar brillo a la piel. Si alguna vez has hecho brillar una luz a través de la punta de tu dedo, habrás visto que la luz cambia de color a medida que se dispersa bajo la superficie. Esto se puede replicar usando este tipo de superficie.
Una vez activado, aparecerá un parámetro de Transmisión. Con esto, puedes determinar la translucidez de un objeto mediante un mapa de espesor.
Ambas características se pueden manipular mediante el uso de perfiles de difusión. Se proporcionan dos perfiles predeterminados llamados Piel y Follaje y se pueden utilizar como base para este tipo de materiales SSS. Se pueden personalizar 13 perfiles adicionales utilizando la configuración de perfil que se muestra a continuación.
Para ver una breve demostración en video, consulte mi consejo de Unity sobre SSS:
Siempre he evitado la Dispersión del Subsuelo (SSS) porque siempre me ha parecido complicada.
Con HD RP, SSS tiene 2 perfiles preestablecidos, así como otros 13 perfiles que se pueden personalizar y agregar profundidad adicional a cualquier material.
Vea a continuación una demostración en video sencilla.#UnityTips pic.twitter.com/NM4Z03l1U1
— Kieran Colenutt Unity (@kierancolenutt) 28 de agosto de 2018
Anisotropy
La anisotropía simula un material de superficie que cambia sus propiedades dependiendo de su orientación, por ejemplo, imitando el aspecto del aluminio cepillado. En lugar de crear una superficie metálica que tenga reflejos limpios y ordenados, al utilizar mapas de tangente y anisotropía, puede alterar la intensidad de los reflejos, así como la orientación.
Iridiscencia
Proporciona los parámetros para crear un efecto iridiscente en la superficie del material, similar a cómo aparece la luz en un derrame de petróleo. La salida está determinada por un mapa de iridiscencia y un mapa de espesor de capa de iridiscencia.
Specular Color
Se utiliza un color especular para controlar el color y la intensidad de los reflejos especulares en el material. Esto permite tener reflejos especulares de un color diferente al reflejo difuso.
Translúcido
La opción translúcida puede ser extremadamente efectiva para simular la interacción de la luz con la vegetación. Este tipo de material utiliza perfiles, similares a SSS, excepto que en este caso se utiliza el mapa de espesor para determinar cómo se transmite la luz.
Este parámetro útil permite fácilmente que el Material responda a un Material de calcomanía; esto funciona para ambos flujos de trabajo, ya sea a través del Proyector de calcomanías o como un componente de objeto.
Color base + opacidad
En este punto, el material de vidrio seguirá apareciendo opaco, esto se debe a que es necesario cambiar el valor de la opacidad dentro de las Entradas para permitir que la luz penetre.
Para ello, abra la ventana de muestras de color junto a “Color base + Opacidad”.
Los canales rojo, verde y azul se utilizan como color base y un canal alfa determina la opacidad. La opacidad del material actual se determina a partir de un valor de 0 a 255, 255 es completamente opaco, 0 es completamente transparente. Para este ejemplo, queremos establecer el color del material en verde claro.
Queremos establecer la Opacidad en 30 ya que esto alterará el Material para que sea mayoritariamente transparente.
A continuación se muestran los valores de color que utilicé:
Valores RGB:
R - 201
G - 255
B - 211
Valor hexadecimal - C9FFD3
Lo importante a recordar es que incluso si establece el alfa del Material en un valor numérico bajo pero mantiene el tipo de superficie establecido en Opaco, el Material no será transparente y conservará su opacidad.
Metálico y suavidad
Estas opciones se pueden modificar en un control deslizante con valores de 0 a 1. Tanto los valores como las salidas se generan a partir de los mapas de máscara Alfa y Canal Rojo que aparecen a continuación en el Inspector. Cuando se asigna un mapa de máscara, los controles deslizantes se utilizan posteriormente para reasignar los valores mínimo y máximo.
Mapa normal
Con un Mapa Normal aplicado, la fuerza se puede modificar al ajustar el control deslizante de parámetros dentro de un rango de 0 a 2
Puede agregar detalles adicionales y profundidad a su material de vidrio aplicando un efecto Normal, como hendiduras o rayones.
Mapa de máscaras
Dentro de HDRP, un mapa de máscara es una combinación de:
Canal Rojo - Metálico que va de 0 a 1
Canal verde - Oclusión ambiental
Canal Azul - Máscara de mapa detallado
Canal Alfa - Suavidad
De forma predeterminada, las texturas importadas a Unity usan sRGB. Dentro del Inspector de texturas, al desmarcar “sRGB (Textura de color)” la textura se convierte para usar un formato lineal. Como el mapa de máscara utiliza matemáticas para generar una salida, esta textura debe ser lineal.
Máscara de abrigo
La máscara de capa simula un efecto de capa transparente sobre el material, aumentando al mismo tiempo la suavidad. De forma predeterminada, el valor de Máscara de capa se establece en 0, pero el control deslizante puede ajustar el parámetro dentro de un rango de 0 a 1. La máscara de capa transparente se puede utilizar para imitar materiales como pintura de automóviles o plásticos.
Entradas de detalle
El Mapa de Detalles es un nuevo mapa introducido en HDRP y una amalgama de mapas adicionales que agregan detalles minuciosos al Material. El Mapa de Detalle utiliza los siguientes canales:
Rojo: Escala de grises con combinación de superposiciones
Verde: Canal Y del mapa normal
Azul: Suavidad
Alpha: Canal X del mapa normal
Al modificar las propiedades de entrada de transparencia del sombreador, puede comenzar a determinar el efecto de transparencia general. Las entradas de transparencia solo están disponibles una vez que el Tipo de superficie se establece en Transparente.
Para este ejemplo, la siguiente sección le permitirá crear la refracción del material de vidrio.
Modelo de refracción
El modelo de refracción define cómo se simulará la curvatura de la luz a través del material. Hay dos opciones, Plano y Esfera.
La elección del modelo de refracción depende de la forma y el tamaño del objeto al que se aplica el material:
Esfera: Para objetos rellenos, utilice un modelo de esfera con un espesor de refracción comparable al tamaño del objeto sobre el que se coloca el material.
Avión: Para un objeto vacío, utilice un modo Plano con un espesor de Refracción pequeño.
Las opciones Índice de refracción y Espesor de refracción le permiten controlar el comportamiento del modelo de refracción.
Índice de refracción
En una escala de 1 a 2,5, el ajuste del parámetro proporcionará una intensidad de refracción diferente. De forma predeterminada, el valor se establece en 1, lo que no genera refracción.
Entre 1,1 y 1,2 es donde la refracción se invierte y el entorno visto a través del Material aparece al revés.
Ahora que se ha realizado la base del material de vidrio, se pueden agregar ajustes personalizados para ensamblar un material que funcione mejor para usted y para el objeto al que se va a aplicar el material.
¡Espero que esta descripción general te haya ayudado a comprender mejor cómo aplicar HDRP en la práctica dentro de tus proyectos! Si bien todavía se encuentra en una vista previa experimental, tenemos documentación preliminar en GitHub que también puedes leer para comenzar.
HDRP es una herramienta nueva y emocionante en constante crecimiento para crear proyectos y no puedo esperar a ver lo que vas a hacer con ella. No dudes en contactarme en Twitter @kierancolenutt para cualquier pregunta o consulta. Quiero escuchar tus experiencias, ¡cuéntame cómo te va!
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