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Lightmass Deep Dive
vol.2 Precomputed Light Volume編
篠山 範明
Epic Games Japan
Senior Support Engineer
Lightmassが出力するデータ
Light
Map
Shadow
Map
Precomputed
Light
Volume
Precomputed Light Volume
Precomputed Light Volume とは?
• 空間上に分布されたライティング情報
• Lightmassで作成される。
• Movableなメッシュのライティングに使われる。
ViewのメニューでDebug表示できます。
Precomputed Light Volume の…
・使われ方
・作られ方
の二点を見ていこうと思います。
Indirect Lighting Cache
PLVの使われ方
Movable Meshのライティングは二種類
Movable Meshのライティングは二種類
Direct Lighting
By Movable Light
Movable Meshのライティングは二種類
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
Direct Lighting
By Movable Light
Indirect Lighting
By PLVs
周りのPLVからどのようにライティングを
見積もるか?
Indirect Lighting
By PLVs
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
Indirect Lighting Cache
Indirect Lighting
By PLVs
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC
Indirect Lighting Cache
Indirect Lighting
By PLVs
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC
Movableなメッシュは、
ILCというデータをそれぞれ持つ
ランタイム上で、
近くのPLVから自身のILCを見積もり
ライティングを計算する。
ILC系調整、デバッグコマンド
r.Cache.XXXXXX
というコマンドで調整できます。
ILC Samplingの表示
• r.Cache.UpdateEveryFrame 1
• r.Cache.DrawInterpolationPoints 1
• 毎フレームUpdateしてしまうので、デバッグ表示あ
とは必ずOffにするのをお忘れなく。
二つのサンプリング方法
ILCQ_ Point ILCQ_Volume
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
二つのサンプリング方法
主な違いは、体積を考慮するかしないか。
ILCQ_Point
ILCQ_ Point
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC
ILCQ Point
データ BBの中心一点
レンダリング メッシュの大きさを
考慮しない
コスト 比較的軽い
問題点 ???
ILCQ Pointの問題点
ゆっくり動くとパカパカします。
(demo)
予備gif
原因を調べます。。
ILCQ Pointの問題点
毎フレームの更新を避けるため、
参照点がスナップされているからです。
(demo)
予備gif
ILCQ Pointの問題点
サンプリングポイントのスナップにより
パカつきが目立つ。
(ILCQ_Volumeもスナップするけど、
あまり目立たない)
ILCQ Pointの問題点
試しに、参照しないように修正してみました
(demo)
予備gif
予備gif
ILCQ Pointの問題点
なおった!
ILCQ Pointの問題点
しかし、
この処理は毎フレームのILCの更新を招くため、
CPU負荷を招く可能性があります。
プロファイルしてから採用を検討します。
ILCQ_Point
ILCQ_ Point
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC
ILCQ Point
データ BBの中心一点
レンダリング メッシュの大きさを
考慮しない
コスト 比較的軽い
問題点 パカパカする
ILCQ_Volume
ILCQ_Volume
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCQ_Volume
ILCQ_Volume
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCQ Volume
データ BB上のグリッド上に
配置(5*5*5)
レンダリング メッシュの大きさを
考慮する
コスト Pointに比べCPU/GPU共
に高コスト
問題点 ???
ILCQ_Volumeの問題点
demo
ILCQ_Volumeの問題点
ILC更新のCPUコスト。。。
ILCQ_Volumeの問題点
キューブを巨大にしたらその分負荷も増える。
ILCQ Volumeの問題点
Volumeの中に入ってるPLVがあればあるほど、
CPUコストが増えます。
非常に大きなオブジェクトへの適用は慎重に。。
ILCQ_Volume
ILCQ_Volume
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCQ Volume
データ BB上のグリッド上に
配置(5*5*5)
レンダリング メッシュの大きさを
考慮する
コスト Pointに比べCPU/GPU共
に高コスト
問題点 大きいと高コスト
二つのサンプリング方法
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
二つのサンプリング方法
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
ILC ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCILC ILC
ILCQ Point ILCQ_Volume
データ BBの中心一点 BB上のグリッド上に配置
レンダリング メッシュの大きさを考慮し
ない
メッシュの大きさを考慮する
コスト 比較的軽い Pointに比べCPU/GPU共に高コ
スト
問題点 ゆっくり動くとパカパカ 大きいと高コスト
おまけ: Smooth Transition
• 早く動くと補完される。
r.Cache.SampleTransitionSpeed
(default: 800)
Demo…
PLVの使われ方 ~Indirect Lighting Cache~
まとめ
• MovableなオブジェクトはPLVからILCを作成し、
動的にレンダリングします。
• ILCにはPointとVolumeがあります。
• それらの特徴を理解して、プロファイルして、
どちらを使うか見極めましょう
しかし。。。
そもそもPLVがダメだったらどんなサンプリ
ングしてもだめ。
ノイズだらけ 配置がおかしい
PLVの作り方
データ計算方法と配置方法
PLVのデータ
PLV
PLVPLVPLV
PLVPLV
PLVPLVPLV
一つのPLVが3バンドのSHです
(SH = Spherical Harmonics)
PLVのデータ
一つのPLVが3バンドのSHです
(SH = Spherical Harmonics)
デバッグ表示では一色ですが。。。
PLV
PLVのデータ
一つのPLVが3バンドのSHです
(SH = Spherical Harmonics)
デバッグ表示では一色ですが。。。
方向性があります。
PLV
画像参考例: http://www.banterle.com/francesco/projects/BantyToolkit/tk_diffuse.jpg
PLVのデータ
一つのPLVが3バンドのSHです
(SH = Spherical Harmonics)
デバッグ表示では一色ですが。。。
方向性があります。
このデータを周りから作成する必要
があります。
PLV
画像参考例: http://www.banterle.com/francesco/projects/BantyToolkit/tk_diffuse.jpg
一つ一つのPLVがどのように作られているか?
PLV
一つ一つのPLVがどのように作られているか?
PLV
上半分と下半分に分けて別々に。。。
Lightmapと同様の計算をします。
PLV
直接光を計算し
PLV
Final Gathering!!
PLV
下半分も同様です。
直接光 + FG
PLV
その二つを合算し、PLVを作成します。
PLV
ただし、実は問題があります。
PLV
Final Gatheringが
Adaptive Samplingしない問題
Final Gathering
Adaptive Sampling
Lightmap
Texel
Final Gathering Adaptive Sampling
1 レイを半休上全体に飛ばして、
飛ばした先からのPhotonやSkylightを見積もる
本来は何十本も。。
Final Gathering Adaptive Sampling
2 となりあったレイから受け取るエネルギーの
差が大きい場合は。。。
Final Gathering Adaptive Sampling
3. 再分割して詳細を見る
Final Gathering Adaptive Sampling
4. 繰り返す。輝度差が閾値より低くなる、または
最大分割数まで分割したらサンプリング終了。
「PLV作成の」Final Gatheringのとき、
この再分割(Adaptive Sampling)を行いません。
PLV
なので、現在のUE4では、
Lightmass Portalの効果はPLVには出ません。
PLV
P
o
r
t
a
l
結果どうなるか。。。。
結果どうなるか。。。。ノイズが多い。。
試しに、再分割(Adaptive Sampling)
できるようにしてみました。
PLV
ノイズが取れました。
比べると一目瞭然です
UE4.13をめどに、PLV作成も
Adaptive Samplingになります。
ノイズが減りますが、ビルド時間が若干増えます
PLVの作り方
データ計算方法と配置方法
失敗例
こんなにいらない 相対的におかしい
絵作りだけじゃなく、メモリ量、ビルド時間にも影響
PLVの配置アルゴリズム
PLVの配置方法は三つが順番で行われます。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Surface Light Sampleからはじめます
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
各ポリゴン単位で処理が行われます。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
各ポリゴン、の法線を見て。。。上向きだったら。。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
その表面に、数段のPLVを作成します。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
こいつらです。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
ここにもできます。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
FirstSurface
SampleLayerHeight
(Default = 50)
SurfaceSampleLayer
HeightSpacing
(Default = 250)
.iniで細かくパラメータ調整できます。
何段つくる?
NumSurface
SampleLayers
(Default = 2)SurfaceSampleLayer
HeightSpacing
(Default = 250)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Detail Volume Sample…
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Lightmass Character Indirect Detail Volume
で括った領域にPLVを作成します。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Lightmass Character Indirect Detail Volume
で括った領域にPLVを作成します。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
こいつら
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
.iniで間隔が調整できます。
DetailVolumeSampleSpacing
(Default = 300)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Uniform Volume Sample
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Lightmass Importance Sampleで
囲った全体でPLVを作成します。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
最初のテストシーンではでてこない。。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Defaultがめっちゃでかい!
VolumeLightSampleSpacing
(Default = 3000)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
シーンが小さすぎた。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
90m Cubeにしたら出てきた。(30m 置き)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
下はSurface Light Sampleで感覚は3m置きです。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
嫌な不釣り合いですね。。
PLVの配置アルゴリズム
PLVの配置方法は三つが順番で行われます。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
PLVの配置アルゴリズム
ちなみに、各フェイズでPLVを作ろうとしたとき、
近くにすでに作られていたら、その作成をスキップします。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
PLVの配置アルゴリズム
ちなみに、各フェイズでPLVを作ろうとしたとき、
近くにすでに作られていたら、その作成をスキップします。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
PLVの配置設定方法
PLVの配置方法
既に説明した二つのボリューム以外に、
実は二つしかありません。
Volume
・・・・・
Static Lighting Level Scale (SLLS)
Static Lighting Leve Scale (SLLS) = 1.0
ライトマス全体のWorld Gridのスケーリング
Static Lighting Level Scale (SLLS)
Static Lighting Leve Scale (SLLS) = 0.1
ライトマス全体のWorld Gridのスケーリング
PLV増やしたいけど。。。SLLS変えると、
他のライトマスのパラメータにも影響しちゃうな。。。
World Settings:
Static Lighting Level Scale
Photon
mapping
Final
Gathering
Irradiance
Caching
Direct Lighting
(Shadowing)
影用レイの数
Photonの放出量
最大バウンス回数
レイの数 キャッシングの半径
Lightmass内部のWorld Grid.
どれぐらいスケール
するかを設定する。
小さくすればするほど
ビルド時間が激増します。
World Settings:
Static Lighting Level Scale
SLLS = 1.5 SLLS = 0.5
SLLSを変えることで、例えば、Irradiance Cacheの半径が小
さくなりサンプルが増えます。
が、それだけビルド時間が増えます。
PLV増やしたいけど。。。SLLS変えると、
他のライトマスのパラメータにも影響しちゃうな。。。
Volume Light Sample Replacement Scale
PLVの配置専用のスケーリングパラメータ
Static Lighting Leve Scale (SLLS) は
Lightmass全体の処理に影響するが、
こちらは単独したスケーリングが可能
Volume Light Sample Replacement Scale
PLVの配置専用のスケーリングパラメータ
Static Lighting Leve Scale (SLLS) は
Lightmass全体の処理に影響するが、
こちらは単独したスケーリングが可能
。。。。。と思ったら。。。
Volume Light Sample Replacement Scale
Volume Light Sample Replacement Scale = 0.1
Static Lighting Level Scale (SLLS)
Static Lighting Leve Scale (SLLS) = 0.1
Volume Light Sample Replacement Scale
VLSRS = 0.1SLLS = 0.1
ちがうじゃん!
Volume Light Sample Replacement Scale
このパラメータは。。
SurfaceLightSampleSpacing,
VolumeLightSampleSpacing,
DetailVolumeSampleSpacing
各フェイズのSampleSpacingをスケールするだけです。
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
ここだけ影響しない!!
Volume Light Sample Replacement Scale
VLSRS = 0.1SLLS = 0.1
高さだけが違う
PLVの配置方法
エディタでできるスケーリングでした。。
Volume
・・・・・
PLVの配置方法
ということで、
エディタでできるのは、
重要なところを囲む
全体をスケーリングさせる
の二つしかできません。
PLVの配置方法
あなたのプロジェクトに
DefaultLightmass.iniを追加するときが来ました!!
PLVの配置方法
パラメータの意味はスライドに入れておきました
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
FirstSurface
SampleLayerHeight
(Default = 50)
SurfaceSampleLayer
HeightSpacing
(Default = 250)
.iniのパラメータ
何段つくる?
NumSurface
SampleLayers
(Default = 2)SurfaceSampleLayer
HeightSpacing
(Default = 250)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
.iniのパラメータ
DetailVolumeSampleSpacing
(Default = 300)
Surface
Light
Sample
Detail
Volume
Sample
Uniform
Volume
Sample
.iniのパラメータ
VolumeLightSampleSpacing
(Default = 3000)
PLVの配置方法
[DevOpitions.PrecomputedDynamicObjectLighting]
と記載して必要なパラメータをオーバーライドしてみてください。
Precomputed Light Volume
まとめ
Precomputed Light Volume
と
Indirect Lighting Cache
はセットです。
シビアに調整したい場合は、
二つの特性を理解し、最適な手法を模索しましょう。
• 斎藤さんへGO!

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