Изучайте, учитесь и творите с помощью нового шаблона HDRP Scene
Мы рады поделиться нашим новым шаблоном для конвейера рендеринга высокой четкости (HDRP), который поможет новичкам начать работу с настройками освещения в нескольких комнатах, интенсивностью освещения, основанной на физике, и многим другим.
Сцена была создана небольшой группой ветеранов игровой индустрии, состоящей из художников по 3D-окружению, VFX-художников, художников по освещению и технических художников. Ранее они работали над такими всемирно известными игровыми лицензиями, как Assassin's Creed, Batman: Arkham, Crysis, FIFA, Grand Theft Auto, Need for Speed, Red Dead Redemption и Watch Dogs.
Вы можете запустить шаблон HDRP на своей машине, загрузив Unity 2020.2 и запустив проект HDRP в Unity Hub. Создайте новый проект, выберите шаблон High Definition Render Pipeline и нажмите кнопку Create.
Я также рекомендую вам транслировать шаблон из облака с помощью облачной платформы Furioos от Unity - вам нужен только веб-браузер! Этот шаблон требует ввода данных с помощью мыши и клавиатуры, а время сеанса будет ограничено 5 минутами.
HDRP имеет набор функций, предназначенных для работы с графикой высокого качества на высокопроизводительном оборудовании (настольных ПК и игровых консолях). Некоторые техники и концепции, используемые в HDRP, могут быть сложны для понимания новичков или тех, кто не знаком с отраслевыми стандартами и концепциями фотографии. Именно поэтому мы создали этот новый шаблон HDRP в качестве учебного пособия.
Последние несколько лет вы, возможно, использовали следующий шаблон, на котором изображена крошечная строительная площадка. В этом шаблоне отсутствует физически корректная установка освещения, что является существенным недостатком для понимания возможностей HDRP.
Точнее, интенсивность солнца в старом шаблоне была установлена на уровне десяти тысяч люкс, что в 10 раз меньше, чем в реальности. Это имеет серьезные последствия для всей системы освещения, в частности, для экспозиции и калибровки других источников света. Такая неправильная настройка создавала путаницу для художников и дизайнеров, которые хотели перейти на физическую схему работы, а новички были просто сбиты с толку случайностью выбранных значений.
Прислушавшись к отзывам пользователей, мы узнали, что вам нужно больше примеров переходов между интерьером и экстерьером. Такие сценарии могут быть очень сложными из-за огромных различий в экспозиции между ярко освещенным открытым пространством и более темным, искусственно освещенным интерьером.
Чтобы помочь вам понять, как настраивается освещение, я подготовил шпаргалку с важными значениями. Вы найдете цветовые температуры и интенсивности распространенных источников света, а также значения экспозиции, устанавливаемые с помощью компонента Exposure Volume, для нескольких типов сцен.
Наконец, система томов HDRP, хотя и используется во многих движках AAA, может быть сложной для новичков, не знакомых с иерархическими концепциями глобальных томов и локальных переопределений, которые необходимы для обработки настроек рендеринга на основе каждого местоположения. Как следствие, прежний шаблон, состоящий только из одной области, не смог продемонстрировать огромный потенциал объемной системы.
Новый шаблон настроен на основе физики, с реалистичной интенсивностью солнца в 100 000 люкс и правильной экспозицией для каждого места. Теперь у новичков есть хорошая установка для начала освещения сцены, и они могут смело экспериментировать с этим шаблоном, зная, что освещение уже правильно настроено.
Открыв шаблон HDRP, вы обнаружите три взаимосвязанные комнаты с разными вибрациями и настройками освещения. Каждая область имеет свой собственный набор локальных объемов для обработки экспозиции с помощью нового режима автоматической гистограммы. Они также включают в себя различные другие настройки HDRP, такие как объемный туман и баланс белого для имитации естественного действия вашего мозга или автоматического баланса белого на камере.
Не стесняйтесь также исследовать окружающую среду, перейдя в режим Play, чтобы почувствовать масштаб и оценить обстановку с точки зрения человека. Нажимайте клавиши WASD на клавиатуре, чтобы двигаться, и используйте мышь, чтобы осмотреться.
Первая комната представляет собой круглую освещенную солнцем арену с большой бетонной платформой, идеально подходящей для тестирования ваших устройств в малошумной обстановке. В этой зоне широко используются проекторы деколей HDRP для имитации грязи и луж воды, а также для визуального разнообразия, разбивая видимую плитку на бетонных материалах.
Спустившись по лестнице во вторую комнату, вы обнаружите интерьер с естественным освещением, в котором представлена клетка дерева с окнами и передовыми материалами, такими как прозрачность, подповерхностное рассеивание и тесселяция. Здесь также есть пара спецэффектов на основе GPU в виде плавающей пыли и бабочек внутри клетки с деревьями. Специальная система Density Volume имитирует повышенную влажность вблизи клетки и создает красивые лучи света.
Эта комната - идеальная демонстрация возможностей GPU Lightmapper, поскольку большая часть непрямого освещения обеспечивается единственным отверстием в потолке. Это позволяет солнечному и небесному освещению отражаться от стен, имитируя плавные градиенты света, подчеркнутые яркой краской, использованной на определенных стенах.
Если вы пройдете по пандусу, ведущему в третью и последнюю комнату, то обнаружите ультраминималистическое жилое пространство с точечными светильниками в реальном времени, набором из трех потолочных ламп и длинной излучающей полосой, которая снова использует преимущества GPU Lightmapper.
Большая часть освещения в этом пространстве создается искусственным светом, при этом широко используются мягкие тени, световые печенья (проекционные текстуры) и тщательно размещенные зонды отражения. Когда вы приближаетесь к лампам, тонкие пылинки загораются, преодолевая луч света.
Прежде всего, основным ограничением для этого проекта было ограничение в 100 мегабайт! По сегодняшним меркам это очень небольшой объем данных, особенно когда речь идет о бюджетах текстур, в частности, альбедо, нормалей, карт освещенности и зондов отражения. Однако небольшой размер шаблона позволяет пользователям быстро загружать и импортировать пакет HDRP, в какой бы точке мира они ни находились, и он соответствует внутренним ограничениям на размер шаблонов Scriptable Render Pipeline (SRP) на момент его создания.
Чтобы максимально эффективно использовать бюджет на данные, мы решили взять на вооружение бруталистский архитектурный стиль с сильными формами, простыми материалами и небольшим количеством многоразового реквизита. Тем не менее, мы не постеснялись использовать для этого окружения сложные геометрические формы, особенно изогнутые и наклонные, которые могут вызвать множество проблем, когда речь заходит о пропекании света и размещении коробочных объектов рендеринга GameObjects, таких как Reflection Probes и Volumes.
Для работы с небоскребом мы решили не включать пользовательскую (и требующую много памяти) HDRI-текстуру, так как это привело бы к радикальному увеличению размера шаблона. Вместо этого мы полагаемся на встроенный HDRI низкого разрешения из HDRP. Главный недостаток - отсутствие солнечного диска.
Наконец, одной из главных жертв ограничения в 100 МБ стали зонды отражения. Максимальное разрешение в 256 пикселей было использовано для того, чтобы минимизировать объем памяти, занимаемый 18 зондами отражения в сцене.
Такое разрешение часто встречается в играх. Тем не менее, если вам нужны точные отражения для ваших зеркальных активов, ничто не мешает вам увеличить разрешение зондов отражения в HDRP-активе, а затем переделать зонды отражения на локальной машине. Очевидно, что влияние производительности на память будет возрастать в зависимости от разрешения и размера кэша пробника.
Шаблон предлагает несколько уровней качества для работы на различном оборудовании. Перейдите в меню Редактирование > Настройки проекта > Качество и выберите низкое, среднее или высокое качество. Например, в режиме низкого качества объемный туман отключен, чтобы увеличить частоту кадров. С другой стороны шкалы, настройка High предлагает мягкие тени с аппроксимацией полутени и эффекты с большим количеством сэмплов по всем параметрам.
В проекте используется смесь освещения в реальном времени, лайтмапов и световых зондов. Вся структура и самые крупные объекты используют преимущества GPU Lightmapper. Поэтому для большинства осветительных приборов установлен режим Mixed, а для запекания света используется режим Baked Indirect. Это обеспечивает мягкий отраженный свет, а также красиво сглаженные окклюзионные тени, при этом прямое освещение и тени остаются полностью в реальном времени.
Небольшие объекты, напротив, зависят от сети световых зондов, распределенных по всей сцене, а не от более медленного подхода к созданию карт света. Я всегда рекомендую потратить некоторое время на минимизацию времени запекания, заставив небольшие объекты получать GI только от световых зондов и/или запретив им вносить GI вообще в окне инспектора Mesh Renderers.
Кроме того, чтобы вы могли экспериментировать с различными уровнями качества непрямого освещения, я предоставляю несколько пресетов Light Baking для GPU Lightmapper, доступных через актив Lighting Settings в меню Window > Rendering > Lighting. Например, при использовании разумной Geforce RTX 2070 Super пресет Draft позволяет получить очень быстрый, но пятнистый результат за 10 секунд, что идеально подходит для быстрых итераций, в то время как настройки Ultra позволяют получить очень чистые лайтмапы всего за четыре минуты для рендеров производственного качества.
Тем не менее, в зависимости от вашего GPU, пробег может быть разным. Поэтому я рекомендую вам поэкспериментировать с различными параметрами, которые могут сильно повлиять как на качество, так и на время выпечки, особенно с количеством непрямых проб и плотностью текселя.
По мере появления новых функций HDRP шаблон будет обновляться, чтобы продемонстрировать их, так что следите за будущими выпусками Unity и HDRP. Следите за моими ближайшими выступлениями в Unite Now Talk, где я более подробно расскажу о том, как я настраивал освещение в этом новом шаблоне, а также об объемах, экспозиции, lightmapper, эффектах постобработки и многих других возможностях HDRP. Также зарегистрируйтесь на предстоящий вебинар NVIDIA, где я расскажу вам, как включить и настроить эффекты трассировки лучей в этом шаблоне. Если вы зарегистрируетесь и посетите весь вебинар, у вас будет шанс выиграть NVIDIA Quadro RTX 5000!
А пока посмотрите мою предыдущую сессию Unite Now под названием "Достижение высокой точности графики для игр с помощью HDRP", где я рассказываю о важных возможностях HDRP и физических понятиях, таких как экспозиция и интенсивность освещения. Вы также можете найти другие ресурсы для обучения HDRP в этой статье блога, Создавайте потрясающую графику с помощью этих ресурсов High Definition Render Pipeline.
Мы надеемся, что этот новый шаблон покажется вам познавательным, и с нетерпением ждем ваших экспериментов с ним.
Пьер Ив Донсаллаз (технический арт-менеджер, R&D, Graphics) - опытный художник по свету с более чем десятилетним опытом работы в области рендеринга в реальном времени. Он имеет сильное техническое и художественное образование и специализируется на освещении, улучшении уровней, UX, дизайне инструментов и совершенствовании рабочего процесса.
Он работал над играми, отмеченными наградами, и крупными AAA-продуктами, включая Crysis серию, Ryse: Son of Rome, Grand Theft Auto V, и Red Dead Redemption 2.
В настоящее время он является членом команды Unity R&D Graphics, где руководит коллегами-техническими художниками, чья миссия заключается в повышении эффективности работы художников, обучении пользователей по всему миру и разработке новых инструментов, рабочих процессов и графических функций вместе с инженерами и дизайнерами.
