루멘 핵심 개념

루멘

다이나믹 글로벌 일루미네이션과 리플렉션을 제공하는 새로운 솔루션

- sky Lighting과 shadow는 루멘에서 파이널 게더의 일부가 됨, 야외보다 훨씬 어두운 실내 공간을 표현할 수 있게 해줌

- 낮은 퀄리티의 일루미네이션을 반투명 및 볼류메트릭 포그에 제공한다.

- 이미시브 머터리얼은 루멘의 파이널 게더를 통해 추가 비용 없이 라이트를 전파할 수 있다.

- 간접 스페큘러나 리플렉션을 머터리얼 러프니스 값의 제한 없이 해결한다.

- 더 이상 라이트맵을 구울 필요가 없다.

- 모바일을 지원하지 않음

 

루멘을 사용하면 스태틱 라이팅에서 사전 연산된 라이팅이 제거된다.

사전 연산 라이팅 비활성화 : 프로젝트 세팅 > 스태틱 라이트 허용 체크 해제

- 셰이더 퍼뮤테이션(셰이더 분리)으로 스태틱 라이팅 오버헤드를 줄일 수 있다.

또한 머터리얼 앰비언트 오클루전 입력을 지원하고 머터리얼 bent 노멀이 루멘 글로벌 일루미네이션과 연동된다.

 

1. Surface Cache : 루멘은 주변 씬의 표면에 대한 자동 파라미터화를 생성한다.

씬에서 레이가 히트되는 지점의 라이팅을 빠르게 확인할 때 사용한다. 카드들로 구성된다.

카드 : 각 메시의 머터리얼 프로퍼티를 여러 각도에서 캡처한다. 캡쳐 포지션을 카드라고 부른다. 기본적으로 메시 하나당 카드를 12개만 배치하지만 스태틱 메시 에디터에서 Max Lumen Mesh Cards 세팅으로 조정할 수 있다. 복잡한 인테리어에서 늘리면 유용하다.

각 메시에 대하 오프라인으로 생성된다.

2. 스크린 트레이싱 : 스크린에 대해 레이 트레이싱, 루멘 씬과 트라이앵글 씬 간의 불일치 해소

- 히트가 발견되지 않거나 표면 뒤로 지나가면 안정적인 메서드를 사용한다.

- 다수의 트레이싱 메서드 중 먼저 사용된다.

3. 레이 트레이싱 : 소프트웨어 레이트레이싱은 다양하게 동작, 하드웨어는 특정 기기에서만 동작

소프트웨어 레이 트레이싱 : Signed Distance Field에 사용됨 프로젝트 세팅에서 Generate Mesh Distance Field가 활성화 되어있으면 됨

하드웨어 레이 트레이싱 : 다양한 종류의 지오메트리 타입을 지원

 

루멘으로 작업하기

루멘과 소프트웨어 레이 트레이싱의 요구 사항 : 셰이더 모델5, Direct3D 11 이상을 지원하는 디바이스

루멘은 언리얼5 프로젝트에 기본으로 활성화되어 있다. 프로젝트 세팅 > 렌더링 > Global illumination

하드웨어 레이 트레이싱은 기본 활성화가 아니라서 수동으로 켜줘야 함

- 하드웨어 레이 트레이싱에서의 리플렉션 : Ray Lighting Mode를 선택할 수 있음, Surface Cache vs Hit Lighting for Reflections 전자 성능 후자 퀄리티

소프트웨어 레이 트레이싱을  사용할 떄 어디에 사용할 지 고를 수 있음 Detail Tracing vs Global Tracing 전자 퀄리티 후자 성능

포스트 프로세스 볼륨이 GI와 리플렉션 방식을 오버라이드 할 수 있다는 점을 주의해야 한다.

 

루멘의 한계

라이트맵의 스태틱 라이팅과 함께 사용할 수 없다. 

폴리지도 제대로 지원되지 않는다.

루멘의 파이널 게더는 이동 오브젝트에 상당한 노이즈 현상이 발생한다.

반투명에 대한 리플렉션 지원X

 

소프트웨어 레이 트레이싱의 한계

스태틱 메시, 인스턴스드 스태틱 메시, 계층형 인스턴스드 스태틱 메시, 랜드스케이프만 루멘 씬에 표시될 수 있다.

폴리지는 디스턴스 필드 라이팅과 함께 사용해야 한다.

머터리얼 내 작업에서 월드 포지션 오프셋은 작동하지 않는다.

디스턴스 필드는 컴포넌트를 오버라이드하지 않고 스태틱 메시 에셋에 할당된 머터리얼 프로퍼티에서 빌드된다.

소프트웨어 레이 트레이싱은 모듈식으로 제작된 레벨을 필요로 한다. (산 같은 대규모 메시는 제대로 표현이 안된다.)

라이트 누수를 방지하기 위해서는 벽 두께가 10cm보다 두꺼워야 한다.

메시 디스턴스 필드 해상도는 스태틱 메시의 임포트 스케일을 기준으로 할당된다.

작게 임포트된 뒤에 레벨에 배치된 인스턴스의 스케일을 크게 조절할 떄는 스테틱 메시 에디터에서 디스턴스 필드 해상도를 조절해줘야 한다.

 

하드웨어 레이 트레이싱의 한계

스킨과 같이 다이나믹하게 변형되는 메시를 매 프레임마다 업데이트하게 된다면 스킨이 적용된 트라이앵글 수에 비례하여 막대한 비용을 초래한다.

오버랩되는 메시가 많으면 트레이싱 비용이 높아진다.

나나이트 스태틱 메시에는 프록시 메시에만 작용한다.

 

간접광에 문제를 유발하는 메시를 루멘 씬에서 제거하기

메시의 프로퍼티에서 체크 해제

Affect Distance Field Lighting : 소프트웨어 레이 트레이싱의 일부가 되지 않음

Visible in Ray Tracing : 하드웨어 레이 트레이싱을 사용하고 있다면 보이지 않게 만듬

 

작은 메시가 거울 반사에서 검게 표시되는 문제

- 포스트 프로세스 볼륨 > 루멘 글로벌 일루미네이션 > 루멘 씬 디테일 값 조절

 

작은 물체를 루멘 Surface Cache를 포함시키기 위해 물체의 Emissive Light Source 항목을 체크하는 트릭을 사용할 수 있다.

 

루멘 시각화하기

메시 디스턴스 필드 시각화하기

- 특정 메시의 퀄리티 조절을 위해 디스턴스 필드 해상도 스케일을 조절할 수 있다.

 

Lit > Lumen에서 Lumen Scene, Reflection View, Surface Cache를 확인할 수 있다.

- Surface Cache에서 노란색 – 사용되지 않는 것 분홍 – Surface Card가 없거나 부족한 경우

r.Lumen.Visualize.CardPlacement 1 으로 활성화하면 카드가 켜지면서 카드들의 표면 캐시에 대한 최적화된 표현 방식을 시각적으로 확인할 수 있다.

 

 

 

https://docs.unrealengine.com/5.0/ko/lumen-technical-details-in-unreal-engine/

루멘의 기술적 디테일