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Efectos de posprocesamiento y trazado de rayos para juegos de PC y consolas

Este es el quinto de una serie de artículos que explican cómo los desarrolladores y artistas técnicos pueden configurar y utilizar el canal de renderizado de alta definición (HDRP) en Unity para lograr un realismo gráfico de alto nivel. HDRP representa un salto tecnológico en el renderizado en tiempo real de Unity para que puedas trabajar con la luz tal como se comporta en el mundo real.

Asegúrese de leer los demás artículos de nuestra serie de procedimientos sobre iluminación de alta gama:

Interfaz de anulaciones de posprocesamiento
Posprocesamiento

Los gráficos modernos de alta gama estarían incompletos sin el posprocesamiento. Si bien no siempre podemos “arreglarlo en la publicación”, es difícil imaginar nuestras imágenes renderizadas sin los filtros y efectos de imagen de pantalla completa que las hacen más cinematográficas. Es por eso que HDRP viene con sus propios efectos de posprocesamiento integrados.

El posprocesamiento HDRP utiliza el sistema de volumen para aplicar los efectos de imagen a la cámara. Una vez que sepa cómo agregar anulaciones, el proceso de aplicar más efectos posteriores le resultará familiar.

Las anulaciones de posprocesamiento para controlar el color y el contraste a veces se superponen en funcionalidad. Encontrar las combinaciones adecuadas puede requerir algo de prueba y error. No necesitarás todos los efectos disponibles; simplemente agregue las anulaciones necesarias para crear la apariencia deseada e ignore el resto. Consulte Volúmenes en la escena de muestra para ver un ejemplo de uso.

ACES versus mapeo de tonos neutros
Mapeo de tonos

El mapeo de tonos es una técnica para mapear colores de alto rango dinámico al rango dinámico más limitado de su pantalla. Puede mejorar el contraste y los detalles en sus renderizados.

Si desea una apariencia cinematográfica, configure el modo de mapeo de tonos en el estándar de la industria ACES (Sistema de codificación de color de la Academia). Para algo menos saturado y contrastado, seleccione Neutral. Los usuarios experimentados también tienen la opción de elegir Personalizado para definir la curva de mapeo de tonos por sí mismos.

Selector de color de sombras, medios tonos y luces
Sombras, medios tonos, luces

La anulación de sombras, medios tonos y luces controla el rango tonal y de color para cada una de las sombras, medios tonos y luces del renderizado. Active cada trackball para afectar la parte respectiva de la imagen. Luego, use los límites de sombras y luces para evitar recortes o llevar la corrección de color demasiado lejos.

Interfaz de anulación de floración
Floración

Bloom crea el efecto de una luz que fluye alrededor de la fuente de luz. Esto da la impresión de que la fuente de luz es intensamente brillante, como si abrumara la cámara.

Ajuste la Intensidad y la Dispersión para alterar el tamaño y el brillo de la floración . Utilice Umbral para mantener la nitidez en píxeles apagados o sin brillo.

Lens Dirt, por su parte, aplica una textura de manchas o polvo para difractar el efecto Bloom.

Interfaz de anulación de profundidad de campo
Profundidad de campo

La profundidad de campo simula las propiedades de enfoque de la lente de una cámara real.

Los objetos cercanos o alejados de la distancia de enfoque de la cámara parecen borrosos. Puede configurar la distancia de enfoque desde:

  • La anulación de volumen con el modo de enfoque de rangos manuales: Aquí, el volumen mismo controla la distancia de enfoque. Por ejemplo, puede utilizar esto para hacer que la cámara se vea intencionalmente borrosa según la ubicación (por ejemplo, escenas submarinas).
  • Una cámara Cinemachine con la extensión Configuración de volumen: Úselo para seguir y enfocar automáticamente a un objetivo.
  • Las propiedades de la cámara física en el modo de enfoque de cámara física: Utilícelo para animar el parámetro Distancia de enfoque del componente Cámara.

Cuando la profundidad de campo está activa, puede aparecer un efecto desenfocado desenfocado llamado bokeh alrededor de cualquier área brillante de la imagen. Modifique la forma de la apertura de la cámara para cambiar la apariencia del bokeh. Consulte la sección sobre parámetros adicionales de la cámara física en esta página de instrucciones sobre suavizado, volumen y exposición.

Para cinemáticas o renderizado sin conexión, puede elegir una profundidad de campo más costosa pero basada físicamente para habilitar configuraciones adicionales y calidad personalizada.

Interfaz de equilibrio de blancos
Balance de blancos

La Anulación del balance de blancos ajusta el color de una escena para que el color blanco se represente correctamente en la imagen final. Puede presionar Temperatura para cambiar entre amarillo (más cálido) y azul (más frío), y Tinte para ajustar el tono de color entre verde y magenta.

En la escena de muestra HDRP, los volúmenes locales incluyen anulaciones del balance de blancos para cada habitación.

Interfaz de curvas de color
Curvas de color

Utilice Curvas de color para ajustar rangos específicos de Tono, Saturacióno Luminosidad. Seleccione uno de los ocho gráficos disponibles para reasignar su color y contraste.

Controles deslizantes de ajustes de color
Ajustes de color

Utilice las opciones de Ajustes de color para modificar el tono general, Tono, Saturacióny Contraste de la imagen renderizada final.

Controles deslizantes del mezclador de canales
Mezclador de canales

El mezclador de canales permite que un canal de color influya en la "mezcla" de otro. Seleccione una salida RGBy luego ajuste su influencia. Por ejemplo, aumentar la influencia Verde en el Canal de Salida Rojo teñirá todas las áreas verdes de la imagen con un tono rojizo.

Demostración de distorsión de lentes
Distorsión de la lente

Lens Distortion simula patrones radiales que surgen de imperfecciones en la fabricación de lentes del mundo real. Esto da como resultado que las líneas rectas parezcan ligeramente arqueadas o dobladas, especialmente con lentes con zoom o gran angular.

Demostración de viñeta
Vignette

Vignette imita un efecto de la fotografía práctica, donde las esquinas de la imagen se oscurecen y/o se desaturan. Este efecto puede ocurrir con lentes gran angular o ser el resultado de un dispositivo (como un parasol o anillos de filtro apilados) que bloquea la luz. También se puede utilizar para atraer la atención del espectador hacia el centro de la pantalla.

Desenfoque de movimiento

Los objetos del mundo real parecen rayarse o desenfocarse en la imagen resultante cuando se mueven más rápido que el tiempo de exposición de la cámara.

Utilice Motion Blur Override para simular ese efecto. Para minimizar el costo de rendimiento, reduzca el número de muestras, aumente la velocidad mínimay disminuya la velocidad máxima. También puede reducir los parámetros del Modo de sujeción de la cámara en Propiedades adicionales.

Muestras de destellos de lente
Destello de lente

Generalmente, un destello de lente aparece cuando una luz brillante incide sobre la lente de una cámara. Puede tomar la forma de un único resplandor brillante o de múltiples destellos poligonales de colores que coinciden con la apertura de la cámara. En la vida real, las bengalas tienen un efecto no deseado, pero pueden usarse con fines narrativos o artísticos. Por ejemplo, un fuerte destello en la lente puede captar la atención del jugador o cambiar el ambiente de un escenario o escena.

En HDRP, utilice Lens Flare como efecto de posprocesamiento en las últimas etapas del proceso de renderizado.

Activo de destello de lente
Activo de destello de lente

La apariencia del destello se indica en el recurso Flare, pero para generar el efecto, debe agregar el componente Lens Flare (SRP)a un objeto en la vista de escena, como una fuente de luz u otro objeto que generará el destello. llamarada.

El componente controla los parámetros generales de intensidad, escala y oclusión del efecto. También brinda la opción de ejecutarse fuera de la pantalla cuando el destello está fuera de la vista de la cámara (aunque aún debería proyectar algunos efectos de destello en la escena, especialmente si el destello proviene de una fuente estática).

Para familiarizarse más con Lens Flares, instale los ejemplos desde el Administrador de paquetes. Esto agregará un conjunto de recursos de destello predefinidos y modificará la escena de muestra HDRP para incluir efectos de destello de lente. También encontrarás una escena de prueba donde podrás explorar Lens Flares y crear los tuyos propios.

Si selecciona Directional Light Sun en el proyecto, por ejemplo, encontrará el componente Lens Flare (SRP) adjunto a la luz, así como un activo de datos. Cambie el activo para observar diferentes efectos de destello.

Los destellos de lente están hechos de elementos de destello de lente. Cada elemento representa un artefacto diferente que puede producir una bengala. La forma del elemento puede ser un polígono, un círculo u otra imagen personalizada. Los parámetros del elemento le permiten modificar el color, la posición de transformación y la escala.

Cuando se conectan a una fuente de luz, los Flare Elements pueden aprovechar Tint para reutilizar el mismo Flare Asset con muchas fuentes de luz diferentes.

Mire esta presentación para obtener más información sobre cómo funcionan los Lens Flares.

Interfaz del depurador de renderizado
Depurador de renderizado

La ventana Depurador de renderizado (Ventana > Análisis > Depurador de renderizado) contiene herramientas de depuración y visualización específicas de Scriptable Render Pipeline (SRP). El lado izquierdo está organizado por categoría. Cada panel le permite aislar cualquier problema de iluminación, materiales, volúmenes, cámaras, etc.

El depurador de renderizado también está disponible en tiempo de ejecución en la vista Juego en el modo Juego o en una compilación del jugador en la compilación Desarrollo. Puedes abrir su menú usando Ctrl+Retroceso o presionando los dos joysticks de un controlador de juego.

Muestras de iluminación
Modo de depuración de pantalla completa

El depurador puede ayudarle a solucionar problemas de una pasada de renderizado específica. En el panel Iluminación, puede ingresar al modo de depuración de pantalla completa y elegir las funciones para depurar.

Este modo te permite jugar al "detective de píxeles" e identificar la fuente de un problema específico de iluminación o sombras. Los paneles de la izquierda le muestran cómo las estadísticas vitales de cámaras, materiales, volúmenes, etc., pueden optimizar su renderizado.

Con el modo de depuración de pantalla completa activo, las vistas de escena y juego cambian a una visualización temporal de una característica específica. Esto puede servir como un diagnóstico útil.

También puede depurar varias propiedades de materiales comunes en la pantalla Material > Propiedades de materiales comunes, incluidas Albedo, Normal, Suavidady Especular.

Para depurar el rendimiento, vaya a la ventana Depurador de renderizado cuando esté en el modo de reproducción. Allí podrás acceder a un panel de estadísticas.

Consulte la documentación del depurador para obtener detalles completos.

Trazado de rayos en el Asistente de canalización de renderizado
Mapeo de rayos (vista previa)

El trazado de rayos es una técnica que puede producir renderizados más convincentes que la rasterización tradicional. Si bien históricamente ha sido costoso de calcular, los desarrollos recientes en la intersección (o trazado) de rayos acelerada por hardware ahora han hecho posible el trazado de rayos para aplicaciones en tiempo real.

El trazado de rayos en HDRP es un sistema híbrido que todavía depende del renderizado rasterizado como alternativa e incluye soporte de vista previa para el trazado de rayos con un subconjunto de hardware GPU seleccionado y la API DirectX 12. Consulte Introducción al trazado de rayos para obtener una lista específica de requisitos del sistema.

Para habilitar el trazado de rayos (en Vista previa), debe cambiar la API de gráficos predeterminada de su proyecto HDRP a DirectX 12. Abra el Asistente de canalización de renderizado (Ventana > Canalización de renderizado > Asistente de canalización de renderizado HD).¹ Haga clic en Reparar todo en la pestaña HDRP + DXR y luego reinicie el Editor. Siga las indicaciones del Pipeline Wizard para activar las funciones deshabilitadas.

También puedes configurar el trazado de rayos manualmente.

Una vez que habilites el trazado de rayos para tu proyecto, verifica que HDRP Global y la configuración del marco de la cámara también tengan activado el trazado de rayos. Asegúrese de estar utilizando una arquitectura de 64 bits compatible en su Configuración de compilación y valide los objetos de su escena desde Editar > Representación > Verificar contenido de escena para HDRP Ray Tracing.

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¹ En Unity 2021, ubique el Asistente HDRP en Ventana > Representación > Asistente HDRP.

Oclusión ambiental del espacio de pantalla versus oclusión ambiental con trazado de rayos
Anulaciones: Oclusión ambiental con trazado de rayos

El trazado de rayos agrega algunas anulaciones de volumen nuevas y mejora muchas de las existentes en HDRP. Las siguientes secciones detallan cada anulación.

Oclusión ambiental

La oclusión ambiental con trazado de rayos reemplaza a su contraparte en el espacio de la pantalla. A diferencia de la oclusión ambiental del espacio de pantalla (SSAO), la oclusión ambiental con trazado de rayos le permite utilizar geometría fuera de la pantalla para generar la oclusión. De esta manera, el efecto no desaparece ni se vuelve impreciso hacia el borde del encuadre.

Grupos de luces de trazado de rayos en modo de depuración
Racimos de luz

HDRP divide su escena en una cuadrícula alineada con ejes, centrada alrededor de la cámara. Utiliza esta estructura para determinar el conjunto de luces locales que podrían contribuir a la iluminación cada vez que un rayo incide sobre una superficie. Luego puede calcular los rebotes de luz para ciertos efectos, como los reflejos con trazado de rayos y la iluminación global con trazado de rayos.

Utilice la anulación de volumen del rango del grupo de cámaras para alterar el rango de esta estructura y asegurarse de que abarque los GameObjects y las luces que deben considerarse.

Puede utilizar un modo de depuración HDRP disponible en Windows > Análisis > Depurador de renderizado > Iluminación > Modo de depuración de pantalla completa. Esto ayuda a visualizar las celdas del grupo de luces (resaltadas en rojo), lo que indica dónde ha alcanzado el recuento de luces el máximo de luces por celda en el recurso HDRP. Ajuste esta configuración para reducir las fugas de luz no deseadas y otros artefactos similares.

Iluminación global con trazado de rayos en tiempo real
Iluminación global con trazado de rayos

La iluminación global con trazado de rayos es una alternativa a la iluminación global del espacio de pantalla (SSGI) y las sondas de luz que se utilizan para simular iluminación indirecta rebotada. Calcula en tiempo real y le permite evitar el largo proceso fuera de línea de crear mapas de luz y, al mismo tiempo, obtener resultados comparables.

Utilice la configuración de calidad para entornos interiores complejos que se benefician de múltiples rebotes y muestras. El modo Performance (limitado a una muestra y un rebote) funciona bien para exteriores, donde la iluminación proviene principalmente de la luz direccional primaria.

Reflejos con trazado de rayos
Reflejos con trazado de rayos

Aproveche los reflejos con trazado de rayos para lograr reflejos de mayor calidad en comparación con las sondas de reflexión o los reflejos del espacio de pantalla. Las mallas fuera de pantalla aparecen correctamente en los reflejos resultantes.

Ajuste los valores de Suavidad mínima y Inicio de desvanecimiento de suavidad para modificar el umbral en el que las superficies lisas comienzan a recibir reflejos con trazado de rayos. Aumente los rebotes si es necesario (por ejemplo, dos espejos que se reflejan entre sí), pero tenga en cuenta el costo de rendimiento.

Sombras con trazado de rayos
Sombras con trazado de rayos

Utilice sombras con trazado de rayos para lucesdireccionales, puntuales, puntualesy de área rectangular . Pueden reemplazar Shadow Maps de cualquier GameObject opaco. Las luces direccionales también pueden proyectar sombras con trazado de rayos desde GameObjects transparentes o translúcidos.

El trazado de rayos produce sombras de apariencia natural que se suavizan a medida que aumenta la distancia desde el lanzador, como en la vida real. Las luces direccionales, puntuales y puntuales también pueden generar sombras semitransparentes.

Además, las luces direccionales de HDRP generan sombras de colores semitransparentes. En el ejemplo, una superficie de vidrio proyecta una sombra teñida con precisión sobre el suelo.

Más recursos

Mire Activar el trazado de rayos con HDRP para obtener un tutorial de las funciones de trazado de rayos de High Definition Render Pipeline en Vista previa. Consulte la documentación sobre trazado de rayos para obtener más información.

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