建築ビジュアライズにおけるLightmass実践使用方法（フリーランス...

Lightmass Deep Dive

＃2 建築ビジュアライズにおける

Lightmass実践使用方法

建築ビジュアライズ制作者

まかやけんいち

真茅健一

活動内容

• 2008年よりフリーランスとして建築パースを制作

• UnrealEngine4の一般公開後まもなくより、UE4で建築コンテンツを制作

このセッションで使うシーンデータ

フォーラムサンプル引用元

https://forums.unrealengine.com/showthread.php?

88952-Lets-make-Lightmass-EPIC-(and

-understandable)&p=413678&viewfull=1#post413678

Casa Barragan

メキシコの建築家

ルイス・バラガンの自邸

https://youtu.be/Y7r28nO4iDU

検証用マシン

• CPU Core i7 4790K ４コア

• メモリ 16GB

• GPU GTX770

このセッションのテーマ

Lightmassでのディティールアップとモヤモヤ対策

普通にライトを置いてProduction設定

最終設定

やわらかな間接光の表現

ゲームでの最適化とはおそらく異なります。

おしながき

1. 使用ライトの選定

2. シーンセットアップ

3. テストライティング

4. ライティングエスキス

5. 最終ライティング

6. Lightmass Deep Dive

1.使用ライトの選定

4つのライト

•Directional Light

•Point Light

•Spot Light

•Sky Light

ライトの可動性はStatic か Stationary

Directional LightとSky Lightをメインに設計

しかし問題点が…

間接光が回り切らない

SkyLightは間接光のバウンスが一回しか計算出来ない

スカイライトの弱点

スカイライトのみでライティング

スカイライトの弱点

間接光が回り切らない

フォトンがでないから

フォトンがでるライト

• Directional Light

• Point Light

• Spot Light

フォトンがでないライト

• Sky Light

窓からの柔らかい間接光を表現したい

窓にスポットライトを置いてみる

Static Spot Light SourceRadius 100 (直径200ｃｍの球体からのエリアシャドウ)

光も影も硬い。

Koola式バウンスカードを採用しました

Koola式バウンスカードとは

やわらかい光の表現をしつつ複数回の間接光のバウンスに対応できる

Koola式バウンスカードサイズ 200ｘ200ｃｍ

Static Spot Light SourceRadius 200

バラガン邸で使用したメインのライト

• Sky Light

• Koola式バウンスカード

ひとまずこの方針でいくことに

Stationery

Static

Static Spot Light

2.シーンセットアップ

Lightmass Importance Volumeの配置

Volume Lighting Samplesの配置範囲を指定

Lightmass Portal

ファイナルギャザーの際にどこを重点的に計算するべきか教える

SkyLightの品質が改善

Portalあり

Portalなし

Portalあり

Portalなし

ReflectionCaptureの配置

何も置かないとスカイライトの反射でよくわからないことに

ReflectionCaptureの配置

最終のイメージをつかむために仮で入れておいたほうが良い

PostProcessのオフ

• Auto Exposure

•露出が変わってしまう。

• Bloom

•画面が明るくなりわかりにくい

• Screen Space Ambient Occlusion

ライトベイクの結果かAOの結果かわからない

Compress LightMapｓのオフ

Compress On 63MB

モヤモヤの原因がライトベイク時のサンプル数不足か

圧縮によるノイズかわからない。ライトマップのサイズが増えるので注意。

Compress Off 90MB

3.テストライティング

ライティングバランスの調整

LightingQuaｌityはPreviewかMediumで十分

Num Indirect Lighting Bounces の調整

Num Indirect Lighting Bounces 0 2m54s

• 「5」ぐらいで絵はほとんど変わらなくなる

•ほとんどビルド時間への影響はない

4.ライティングエスキス

ライトマップのディティールを出したい

どうやって？

1.ライトマップの高解像度化

• ライトマップの最小テクセル以下のディティールは記録できない

LightmapResolution=64LightmapResolution=512

2.Static Lighting Level Scaleを下げる

2.Static Lighting Level Scaleを下げる（イラディアンスキャッシュのRecordRadiusScaleを下げる）

• RecordRadiusより小さなディティールは記録できない

StaticLightingLevelScale=0.1StaticLightingLevelScale=1

つまり…

1.欲しいディティールがでるまで

Static Lighting Level Scaleを下げる。

2.引き出したディティールを記録できるまで

ライトマップ解像度を上げる

1.Static Lighting Level Scaleの設定

このへんの

影のディティールと

ボケ足感が欲しい

写真のディティール

引用元 http://motokimokito.blogspot.jp/

Static Lighting Level Scale =1 （デフォルト）

Static Lighting Level Scale =0.5

Static Lighting Level Scale =0.1 (今回の設定）

この段階ではモヤモヤは気にしない。

ディティールのチェック

最終ライティングビルドの設定

ディティールは出たかな？

引用元 http://motokimokito.blogspot.jp/

動的メッシュへの影響

Static Lighting Level Scaleを下げると

Volume Lighting Sampleが増えるので注意

Static Lighting Level Scale 1.0 Static Lighting Level Scale 0.1

2.ライトマップ解像度の設定

Light Map Resolution 32

Light Map Resolution 256 (今回の設定）

ダイレクトシャドウのディティール

影のギザギザが嫌なら解像度を上げざるを得ない

ダイレクトシャドウのディティール

上げたくないのでカスケードシャドウを使いました。

ライトマップ解像度が決まった。

各メッシュのLightMapResolutionをあげるだけでいいか～

ライトマップ用UVの調整が残っていますね。

不適切なライトマップ用UV

ライトマップ用UV アイランド間のパディング＝0

ライトマップ解像度に対して4テクセルのパディングになるように調整

適切なパディングに調整

ライトマップ用UV アイランド間のパディング＝4

Indirect Lighting Smoothnessを調整

Indirect Lighitng Quality=5

Medium

の設定で固定

Indirect Lighting Smoothness=0.5 28m56s

Indirect Lighting Smoothness=1 29m46s (デフォルト値)

ディティールアップ

ノイズが増える(ビルド時間が増える)

スムーズUP(ビルド時間が短くなる)

ディティール消失

1.0値を下げる値を上げる

Indirect Lighting Smoothnessの考察

基本的に

Indirect Lighting Smoothness=1.0で、よさそうです

ディティール重視の時は0.8

スムーズさ重視の時は1.2ぐらいは、ありかもしれません

5.最終ライティング

モヤモヤ（アーティファクト）を消していく

ちょっとその前に

Lighting Quality やLightmass Settingsって何してるの?

これまで触ってきた

• Static Lighting Level Scale

• Indirect Lighting Smoothness

他にも

• Indirect Lighting Quality

などなど…

BaseLightmass.iniをスケーリングしています

C:¥Program Files¥Epic Games¥4.12¥Engine¥Config

に入ってます

; These are tweaked defaults for various lightmass solver and export settings; Artist-oriented lightmass settings are in the editor UI; Documentation for all of these is in UnrealLightmass/Public/SceneExport.h; This ini is reloaded every time a lighting build begins, no need to restart

[DevOptions.StaticLighting]bAllowMultiThreadedStaticLighting=TrueViewSingleBounceNumber=-1bUseBilinearFilterLightmaps=TruebCompressLightmaps=TruebUseConservativeTexelRasterization=TruebAccountForTexelSize=TruebUseMaxWeight=TrueMaxTriangleLightingSamples=8MaxTriangleIrradiancePhotonCacheSamples=4bAllow64bitProcess=TrueDefaultStaticMeshLightingRes=32bAllowCropping=FalsebGarbageCollectAfterExport=TruebRebuildDirtyGeometryForLighting=TruebUseEmbree=truebVerifyEmbree=false

[DevOptions.StaticLightingSceneConstants]StaticLightingLevelScale=1VisibilityRayOffsetDistance=.1VisibilityNormalOffsetDistance=3VisibilityNormalOffsetSampleRadiusScale=.5VisibilityTangentOffsetSampleRadiusScale=.8SmallestTexelRadius=.1; Tweaked for a good tradeoff between 'Cache Indirect Photon Paths' time and Indirect photon emitting 'Sampling Lights' timeLightGridSize=100AutomaticImportanceVolumeExpandBy=500MinimumImportanceVolumeExtentWithoutWarning=10000.0

[DevOptions.StaticLightingMaterial]bUseDebugMaterial=FalseShowMaterialAttribute=None; Material export sizes default to very small to keep exports fastEmissiveSampleSize=128DiffuseSampleSize=128SpecularSampleSize=128TransmissionSampleSize=256NormalSampleSize=256; Terrain materials default to much higher resolution since each material typically covers a large area in world spaceTerrainSampleScalar=4DebugDiffuse=(R=0.500000,G=0.500000,B=0.500000)EnvironmentColor=(R=0.00000,G=0.00000,B=0.00000)

[DevOptions.MeshAreaLights]bVisualizeMeshAreaLightPrimitives=False; Only emissive texels above .01 will be used to create mesh area lightsEmissiveIntensityThreshold=.01MeshAreaLightGridSize=100MeshAreaLightSimplifyNormalAngleThreshold=25MeshAreaLightSimplifyCornerDistanceThreshold=.5MeshAreaLightSimplifyMeshBoundingRadiusFractionThreshold=.1MeshAreaLightGeneratedDynamicLightSurfaceOffset=30

[DevOptions.PrecomputedDynamicObjectLighting]bVisualizeVolumeLightSamples=FalsebVisualizeVolumeLightInterpolation=FalseNumHemisphereSamplesScale=2SurfaceLightSampleSpacing=300FirstSurfaceSampleLayerHeight=50SurfaceSampleLayerHeightSpacing=250NumSurfaceSampleLayers=2DetailVolumeSampleSpacing=300VolumeLightSampleSpacing=3000; Clamp the number of volume samples generated to ~15mbMaxVolumeSamples=250000bUseMaxSurfaceSampleNum=True; Approximately clamp the number of surface samples generated to ~30mb (only for Landscape currently)MaxSurfaceLightSamples=500000

[DevOptions.PrecomputedVisibility]bVisualizePrecomputedVisibility=FalsebCompressVisibilityData=TruebPlaceCellsOnOpaqueOnly=TrueNumCellDistributionBuckets=800CellRenderingBucketSize=5NumCellRenderingBuckets=5PlayAreaHeight=220MeshBoundsScale=1.2VisibilitySpreadingIterations=1MinMeshSamples=14MaxMeshSamples=40NumCellSamples=24NumImportanceSamples=40

[DevOptions.PrecomputedVisibilityModeratelyAggressive]MeshBoundsScale=1VisibilitySpreadingIterations=1

[DevOptions.PrecomputedVisibilityMostAggressive]MeshBoundsScale=1VisibilitySpreadingIterations=0

[DevOptions.VolumeDistanceField]VoxelSize=75VolumeMaxDistance=900NumVoxelDistanceSamples=800; Clamp the size of the volume distance field generated to ~15mbMaxVoxels=3992160

[DevOptions.StaticShadows]; Using area shadows by default instead of filtering in texture spacebUseZeroAreaLightmapSpaceFilteredLights=FalseNumShadowRays=8NumPenumbraShadowRays=8NumBounceShadowRays=1bFilterShadowFactor=TrueShadowFactorGradientTolerance=0.5bAllowSignedDistanceFieldShadows=TrueMaxTransitionDistanceWorldSpace=50ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistance=50MinDistanceFieldUpsampleFactor=3MinUnoccludedFraction=.005StaticShadowDepthMapTransitionSampleDistanceX=100StaticShadowDepthMapTransitionSampleDistanceY=100StaticShadowDepthMapSuperSampleFactor=2; Clamp the number of shadow samples generated to ~8mb for huge levelsStaticShadowDepthMapMaxSamples=4194304

[DevOptions.ImportanceTracing]bUseCosinePDF=FalsebUseStratifiedSampling=TrueNumHemisphereSamples=16MaxHemisphereRayAngle=89bUseAdaptiveSolver=trueNumAdaptiveRefinementLevels=2AdaptiveBrightnessThreshold=1AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngle=4

[DevOptions.PhotonMapping]bUsePhotonMapping=TruebUseFinalGathering=TruebUsePhotonDirectLightingInFinalGather=FalsebVisualizeCachedApproximateDirectLighting=FalsebUseIrradiancePhotons=TruebCacheIrradiancePhotonsOnSurfaces=TruebVisualizePhotonPaths=FalsebVisualizePhotonGathers=TruebVisualizePhotonImportanceSamples=FalsebVisualizeIrradiancePhotonCalculation=FalsebEmitPhotonsOutsideImportanceVolume=FalseConeFilterConstant=1; 400 gives a smooth enough result without requiring a very large searchNumIrradianceCalculationPhotons=400; Allocating most final gather samples towards importance samples gives a good result as long as there are enough first bounce photonsFinalGatherImportanceSampleFraction=.6; 10 degrees is a good tradeoff between capturing high frequency incident lighting at final gather points and covering the whole incident lighting domain with a limited number of importance directionsFinalGatherImportanceSampleConeAngle=10IndirectPhotonEmitDiskRadius=200IndirectPhotonEmitConeAngle=30MaxImportancePhotonSearchDistance=2000MinImportancePhotonSearchDistance=20; Preview uses a very small number of importance directionsNumImportanceSearchPhotons=10OutsideImportanceVolumeDensityScale=.0005DirectPhotonDensity=350; Same as DirectPhotonDensity, since currently direct photons are only used to create irradiance photonsDirectIrradiancePhotonDensity=350DirectPhotonSearchDistance=200IndirectPhotonPathDensity=5; Need a very high indirect photon density since first bounce photons are used to guide the final gatherIndirectPhotonDensity=600IndirectIrradiancePhotonDensity=300IndirectPhotonSearchDistance=200PhotonSearchAngleThreshold=.5IrradiancePhotonSearchConeAngle=10CachedIrradiancePhotonDownsampleFactor=2

[DevOptions.IrradianceCache]bAllowIrradianceCaching=TruebUseIrradianceGradients=FalsebShowGradientsOnly=FalsebVisualizeIrradianceSamples=TrueRecordRadiusScale=.8InterpolationMaxAngle=20PointBehindRecordMaxAngle=10; Increase distance and angle constraints in the shading pass, which filters the interpolated result without losing too much detail.DistanceSmoothFactor=4AngleSmoothFactor=4; Sky occlusion has less noise than normal GI, don't blur away detailsSkyOcclusionSmoothnessReduction=.5; Enforce a minimum sample rate on surfaces with no nearby occludersMaxRecordRadius=1024CacheTaskSize=64InterpolateTaskSize=64

[DevOptions.StaticLightingMediumQuality]NumShadowRaysScale=2NumPenumbraShadowRaysScale=4ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistanceScale=3MinDistanceFieldUpsampleFactor=3NumHemisphereSamplesScale=2NumImportanceSearchPhotonsScale=1NumDirectPhotonsScale=2DirectPhotonSearchDistanceScale=.5NumIndirectPhotonPathsScale=1NumIndirectPhotonsScale=2NumIndirectIrradiancePhotonsScale=2RecordRadiusScaleScale=.75InterpolationMaxAngleScale=1IrradianceCacheSmoothFactor=.75NumAdaptiveRefinementLevels=3AdaptiveBrightnessThresholdScale=.5AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngleScale=1

[DevOptions.StaticLightingHighQuality]NumShadowRaysScale=4NumPenumbraShadowRaysScale=8ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistanceScale=6MinDistanceFieldUpsampleFactor=5NumHemisphereSamplesScale=4NumImportanceSearchPhotonsScale=2NumDirectPhotonsScale=2DirectPhotonSearchDistanceScale=.5NumIndirectPhotonPathsScale=2NumIndirectPhotonsScale=4NumIndirectIrradiancePhotonsScale=2RecordRadiusScaleScale=.75InterpolationMaxAngleScale=.75IrradianceCacheSmoothFactor=.75NumAdaptiveRefinementLevels=3AdaptiveBrightnessThresholdScale=.25AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngleScale=2

[DevOptions.StaticLightingProductionQuality]NumShadowRaysScale=8NumPenumbraShadowRaysScale=32ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistanceScale=6MinDistanceFieldUpsampleFactor=5NumHemisphereSamplesScale=8NumImportanceSearchPhotonsScale=3NumDirectPhotonsScale=4; Decrease direct photon search distance so that we will have more accurate shadow transitions. This requires a higher density of direct photons.DirectPhotonSearchDistanceScale=.5NumIndirectPhotonPathsScale=2; Need a lot of indirect photons since we have increased the number of first bounce photons to use for final gathering with NumImportanceSearchPhotonsScaleNumIndirectPhotonsScale=8NumIndirectIrradiancePhotonsScale=2; Decreasing the record radius results in more records, which increases qualityRecordRadiusScaleScale=.5625InterpolationMaxAngleScale=.75IrradianceCacheSmoothFactor=.75NumAdaptiveRefinementLevels=3AdaptiveBrightnessThresholdScale=.25AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngleScale=2.5

ぎゃ～～～～

Lighting Quality が Production設定の場合

[DevOptions.StaticLightingProductionQuality]NumShadowRaysScale=8

NumPenumbraShadowRaysScale=32

ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistanceScale=6

MinDistanceFieldUpsampleFactor=5

NumHemisphereSamplesScale=8

NumImportanceSearchPhotonsScale=3

NumDirectPhotonsScale=4

; Decrease direct photon search distance so that we will have more accurate shadow transitions. This requires a higher density of direct photons.

DirectPhotonSearchDistanceScale=.5

NumIndirectPhotonPathsScale=2

; Need a lot of indirect photons since we have increased the number of first bounce photons to use for final gathering with NumImportanceSearchPhotonsScale

NumIndirectPhotonsScale=8

NumIndirectIrradiancePhotonsScale=2

; Decreasing the record radius results in more records, which increases quality

RecordRadiusScaleScale=.5625

InterpolationMaxAngleScale=.75

IrradianceCacheSmoothFactor=.75

NumAdaptiveRefinementLevels=3

AdaptiveBrightnessThresholdScale=.25

AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngleScale=2.5

[DevOptions.StaticLightingProductionQuality]NumShadowRaysScale=8

NumPenumbraShadowRaysScale=32

ApproximateHighResTexelsPerMaxTransitionDistanceScale=6

MinDistanceFieldUpsampleFactor=5

NumHemisphereSamplesScale=8

NumImportanceSearchPhotonsScale=3

NumDirectPhotonsScale=4

DirectPhotonSearchDistanceScale=.5

NumIndirectPhotonPathsScale=2

NumIndirectPhotonsScale=8

NumIndirectIrradiancePhotonsScale=2

RecordRadiusScaleScale=.5625

InterpolationMaxAngleScale=.75

IrradianceCacheSmoothFactor=.75

NumAdaptiveRefinementLevels=3

AdaptiveBrightnessThresholdScale=.25

AdaptiveFirstBouncePhotonConeAngleScale=2.5

何を調整しているか？

ファイナルギャザーのレイの数

影の品質

フォトンの数、フォトンマッピングの計算の品質

イラディアンスキャッシュの品質

ファイナルギャザーのアダプティブサンプルの品質

アーティストが調整できるように重要項目を複数まとめて

スケーリングしてくれています

後で少しお話します

では改めて、モヤモヤを消していきましょう

まずはLighting Qualityで調整

Static Lighting Level Scale=0.1で固定

Preview 2m16s

Medium 7m48s

High 13m58s

Production 30m22s

まだクオリティが足りない

計算精度をさらに上げたい

Indirect Lighting Qualityで調整(ファイナルギャザーのレイの数を上げる)

Indirect Lighting Quality 1 Medium 7m48s

Indirect Lighting Quality 10 Medium 1h5m24s

Productionに

Static Lighting Level Scale=0.1 Indirect Lighting Quality=10 Production

Static Lighting Level Scale×Indirect Lighting Quality =1.0

掛けて1.0になる割合で概ね満足できるレベルにモヤモヤがとれました。

Lighting QualityがProductionの場合

0.1 10

のとき

Static Lighting Level Scale = 1→ 0.1Num Indirect Lighting Bounces =3→20Indirect Lighting Quality = 1→10Indirect Lighting Smoothness=1.0→1.0

Lighting Quality = Production

Build Time 15m57s →4h10m24s

Casa Barragan最終設定

Static Lighting Level Scale = 1→ 0.1Num Indirect Lighting Bounces =3→20Indirect Lighting Quality = 1→10Indirect Lighting Smoothness=1.0→1.0

Lighting Quality = Production

Build Time 15m57s →4h10m24s

Casa Barragan最終設定

15倍！！

はっきり言ってゲームエンジンの設定としては重い設定だと思います。

ここまでは入り口です。

6. Lightmass Deep Dive

Lightmass.iniでしかできないチューニングが

たくさんあります

C:¥Program Files¥Epic Games¥4.12¥Engine¥Config

BaseLightmass.ini