Explore, aprenda e crie com o novo modelo HDRP Scene

Temos o prazer de compartilhar nosso novo modelo para o Pipeline de Renderização de Alta Definição (HDRP), que ajuda os iniciantes a começar com configurações de iluminação em várias salas, intensidades de iluminação com base física e muito mais.

A cena foi criada por um pequeno grupo de veteranos do setor de jogos, composto por artistas de ambiente 3D, artistas de efeitos visuais, artistas de iluminação e artistas técnicos. Eles trabalharam anteriormente em licenças de jogos de renome mundial, como Assassin's Creed, Batman: Arkham, Crysis, FIFA, Grand Theft Auto, Need for Speed, Red Dead Redemption e Watch Dogs.

Você pode executar o modelo HDRP em sua máquina baixando o Unity 2020.2 e iniciando um projeto HDRP no Unity Hub. Crie um novo projeto, selecione o modelo High Definition Render Pipeline (Pipeline de renderização de alta definição ) e pressione o botão Create (Criar).

Também recomendo que você transmita o modelo a partir da nuvem usando a plataforma de nuvem Furioos da Unity - você só precisa de um navegador da Web! Esse modelo requer entradas de mouse e teclado, e o tempo da sessão será limitado a 5 minutos.

O HDRP tem um conjunto de recursos adaptados para gráficos de alta fidelidade em hardware de ponta (PC de mesa e consoles de jogos). Algumas técnicas e conceitos usados no HDRP podem ser difíceis de entender para iniciantes ou para qualquer pessoa que não esteja familiarizada com os padrões do setor e os conceitos fotográficos. É por isso que criamos este novo modelo de HDRP como uma ferramenta de aprendizado.

Nos últimos dois anos, você deve ter usado o modelo a seguir, que apresenta um pequeno canteiro de obras. Esse modelo não tem uma configuração de iluminação fisicamente correta, o que é uma grande desvantagem quando se trata de entender os recursos do HDRP.

Para ser mais preciso, a intensidade do sol no modelo antigo foi definida em dez mil lux, dez vezes menor do que sua contraparte real. Isso tem implicações dramáticas em toda a configuração de iluminação, principalmente na exposição e na calibração de outras fontes de luz. Essa configuração incorreta criou muita confusão para artistas e designers que desejavam adotar um fluxo de trabalho baseado em física, e os iniciantes ficavam confusos com a aleatoriedade dos valores selecionados.

Ouvindo o feedback dos usuários, soubemos que vocês querem mais exemplos de transições internas e externas. Esses cenários podem ser muito difíceis de lidar devido às imensas variações de exposição entre uma área externa bem iluminada e um interior mais escuro e iluminado artificialmente.

Para ajudá-lo a entender como a iluminação é configurada, preparei uma folha de dicas com valores importantes. Você encontrará temperaturas e intensidades de cores de fontes de luz comuns e valores de exposição, definidos por meio do Componente de volume de exposição, para vários tipos de cenas.

Por fim, o sistema de volumes do HDRP, embora seja comum em muitos mecanismos AAA, pode ser assustador para iniciantes que não estejam familiarizados com os conceitos hierárquicos de volumes globais e substituições locais necessários para lidar com as configurações de renderização por local. Como consequência, o modelo anterior, composto por apenas uma área, não foi capaz de mostrar o grande potencial do sistema de volume.

O novo modelo é configurado de forma física, com uma intensidade solar realista de 100.000 lux e exposições corretas para cada local. Os iniciantes agora têm uma boa configuração para começar a iluminar suas cenas e podem fazer experiências com confiança com esse modelo, sabendo que a iluminação já está ajustada corretamente.

Ao abrir o modelo HDRP, você encontrará três salas interconectadas com vibrações e configurações de iluminação distintas. Cada área tem seu próprio conjunto de volumes locais para lidar com a exposição usando o novíssimo modo Histograma automático. Eles também incluem várias outras configurações de HDRP, como Volumetric Fog e White Balance para simular a ação natural do seu cérebro ou o balanço de branco automático de uma câmera.

Sinta-se à vontade para explorar o ambiente entrando no modo Reproduzir para ter uma noção da escala e apreciar o ambiente de uma perspectiva humana. Pressione as teclas WASD do teclado para mover-se e use o mouse para olhar ao redor.

A primeira sala consiste em uma arena circular iluminada pelo sol com uma grande plataforma de concreto, perfeita para testar seus ativos em um ambiente com pouco ruído. A área faz uso extensivo dos projetores de decalque da HDRP para simular sujeira e poças d ' água, além de proporcionar mais variações visuais ao quebrar o revestimento aparente dos materiais de concreto.

Descendo as escadas até a segunda sala, você descobrirá um interior naturalmente iluminado com uma gaiola de árvore com janelas e materiais avançados, como transparência, dispersão de subsuperfície e tesselação. A área também oferece alguns efeitos especiais baseados em GPU, na forma de poeira flutuante e borboletas dentro da gaiola da árvore. Um Density Volume personalizado simula a maior umidade nas proximidades da gaiola e cria belos raios de luz.

A sala é uma vitrine perfeita para os recursos do GPU Lightmapper, pois a maior parte da iluminação indireta é fornecida pela única abertura no teto. Isso permite que a iluminação do sol e do céu seja refletida para simular gradientes de luz lindamente suaves, enfatizados pela pintura vibrante usada em paredes específicas.

Se você seguir a rampa que leva ao terceiro e último cômodo, descobrirá uma sala de estar ultramínima com holofotes em tempo real, um conjunto de três lâmpadas de teto e uma longa faixa de luz emissiva que mais uma vez aproveita o GPU Lightmapper.

A maior parte da iluminação nesse espaço é gerada por luzes artificiais, fazendo uso extensivo de sombras suaves, cookies de luz (texturas de projeção) e sondas de reflexão cuidadosamente posicionadas. Ao se aproximar das lâmpadas, partículas sutis de poeira se iluminam ao atravessar o feixe de luz.

Em primeiro lugar, a principal restrição para esse projeto era um limite de 100 megabytes! Pelos padrões atuais, essa é uma quantidade muito pequena de dados, especialmente quando se trata de orçamentos de textura, principalmente para albedo, normais, mapas de luz e sondas de reflexão. No entanto, o tamanho reduzido do modelo permite que os usuários façam download e importem o pacote HDRP muito rapidamente, independentemente de onde estejam no mundo, e ele está em conformidade com as limitações internas de tamanho dos modelos do Scriptable Render Pipeline (SRP) no momento de sua produção.

Para fazer o melhor uso possível do nosso orçamento de dados, decidimos adotar um estilo arquitetônico brutalista com formas fortes, materiais simples e um pequeno número de acessórios reutilizáveis. No entanto, não tivemos vergonha de usar formas geométricas complexas para esse ambiente, especialmente as curvas e inclinadas, o que pode causar vários problemas quando se trata de iluminação e colocação de GameObjects de renderização em forma de caixa, como Reflection Probes e Volumes.

Para lidar com o skybox, decidimos não incluir uma textura HDRI personalizada (e com uso intenso de memória), pois isso aumentaria radicalmente o tamanho do modelo. Em vez disso, contamos com o HDRI integrado e de baixa resolução do HDRP. A principal desvantagem é que ele não inclui um disco solar.

Por fim, uma das principais vítimas desse limite de 100 MB foi o Reflection Probes. Foi necessário usar uma resolução máxima de 256 pixels para minimizar o espaço de memória das 18 sondas de reflexão na cena.

Esse tipo de resolução é comum em jogos. No entanto, se você precisar de reflexos nítidos para seus ativos espelhados, nada o impede de aumentar a resolução do Reflection Probe em um ativo HDRP e, em seguida, refazer os Reflection Probes em sua máquina local. Obviamente, o impacto do desempenho na memória aumentará dependendo da resolução e do tamanho do Probe Cache.

O modelo oferece vários níveis de qualidade para funcionar em uma ampla variedade de hardware. Vá para Editar > Configurações do projeto > Qualidade e escolha entre as configurações Baixa, Média e Alta. Por exemplo, no modo de baixa qualidade, o Volumetric Fog é desativado para maximizar a taxa de quadros. No outro extremo da escala, a configuração Alta oferece sombras suaves com aproximação de penumbra e efeitos com uma contagem de amostras mais alta em todo o quadro.

O projeto usa uma mistura de luzes em tempo real, mapas de luz e sondas de luz. Toda a estrutura e os maiores ativos aproveitam o GPU Lightmapper. Portanto, a maioria das luzes é definida como Mista, e a luz de cozimento é gerada usando o modo Baked Indirect (cozimento indireto ). Isso proporciona um ressalto de luz suave, bem como sombras de oclusão lindamente suaves, garantindo que a iluminação direta e as sombras permaneçam totalmente em tempo real.

Os objetos pequenos, por outro lado, dependem de uma rede de sondas de luz distribuídas por toda a cena, em vez da abordagem mais lenta de mapeamento de luz. Sempre recomendo dedicar algum tempo para minimizar os tempos de preparação, forçando os objetos menores a receber apenas GI de sondas de luz e/ou impedindo-os de contribuir com GI na janela Mesh Renderers Inspector.

Além disso, para que você possa experimentar diferentes níveis de qualidade de iluminação indireta, forneço várias predefinições de Light Baking para o GPU Lightmapper, que podem ser acessadas por meio do ativo Lighting Settings (Configurações de iluminação ) em Window > Rendering > Lighting (Janela > Renderização > Iluminação). Por exemplo, ao usar uma Geforce RTX 2070 Super razoável, a predefinição Draft deve produzir um resultado extremamente rápido, porém manchado, em 10 segundos, ideal para iterações rápidas, enquanto as configurações Ultra produzirão mapas de luz extremamente limpos em apenas quatro minutos para renderizações com qualidade de produção.

No entanto, dependendo de sua GPU, sua milhagem pode variar. Portanto, recomendo que você experimente diferentes parâmetros que podem influenciar muito a qualidade e o tempo de cozimento, especialmente a contagem de amostras indiretas e a densidade do Texel.

À medida que surgirem novos recursos do HDRP, o modelo será atualizado para exibi-los, portanto, fique de olho nas futuras versões do Unity e do HDRP. Fique atento à minha próxima palestra Unite Now Talk, na qual explicarei com mais detalhes como configurei a iluminação nesse novo modelo, bem como os volumes, a exposição, o lightmapper, os efeitos de pós-processamento e muitos outros recursos do HDRP. Além disso, inscreva-se no próximo webinar da NVIDIA, no qual informarei como ativar e ajustar os efeitos de traçado de raio nesse modelo. Ao se inscrever e assistir a todo o webinar, você terá a chance de ganhar uma NVIDIA Quadro RTX 5000!

Enquanto isso, dê uma olhada na minha sessão anterior do Unite Now, intitulada Obtendo gráficos de alta fidelidade para jogos com o HDRP, na qual apresento recursos importantes do HDRP e conceitos físicos, como exposição e intensidades de iluminação. Você também pode encontrar mais recursos de aprendizado sobre HDRP neste artigo do blog, Crie gráficos de cair o queixo com esses recursos do Pipeline de Renderização de Alta Definição.

Esperamos que você considere esse novo modelo educativo e estamos ansiosos para ver como você o utilizará.

Pierre Yves Donzallaz (gerente técnico de arte, P&D, gráficos) é um artista de iluminação experiente com mais de uma década de experiência em AAA no campo da renderização em tempo real. Ele tem uma sólida formação técnica e artística e é especializado em iluminação, embelezamento de níveis, experiência do usuário, design de ferramentas e melhorias no fluxo de trabalho.

Ele trabalhou em jogos premiados e grandes produções AAA, incluindo o Crysis Ryse: Son of Rome, Grand Theft Auto Ve Red Dead Redemption 2.

Atualmente, ele é membro da equipe de P&D de gráficos da Unity, onde lidera colegas artistas técnicos cuja missão é melhorar a eficiência dos artistas, educar os usuários globalmente e desenvolver novas ferramentas, fluxos de trabalho e recursos gráficos junto com engenheiros e designers.