UnrealEngine5（プレビュー版）の新環境光Lumenを試してみました

UnrealEngine5のプレビュー版が公開されています。まだプレビュー版であることもあり、不安定な要素もある可能性がありますが従来のUE4と比べて魅力的な新機能をプレビュー版で先行して検証できるのはありがたいですね。

今回はUE5で新規に追加された機能の一つであるLumenについて検証してみました。

Lumenとは？

まずLumenは公式には「次世代コンソール向けに設計されたUnreal Engine5の新しい完全に動的なグローバルイルミネーションおよび反射のシステム」となっています。
またUE5からはデフォルトのグローバルイルミネーションと反射のシステムがLumenとなると宣言されています。

UE4の時点はリアルタイムレイトレーシングを利用した高品質なグローバルイルミネーションの表現は可能でしたが、パフォーマンス上の負荷が強いために強力なマシンスペックを要求されるという問題がありました。
そのうえでそれらの機能にとって代わるために新しく用意された機能になります。

Lumenを使う

Lumenを使用するにはUnrealEngine5でプロジェクトを作成し、
[Project Settings (プロジェクト設定)] にある [Rendering (レンダリング)] > [Dynamic Global Illumination (ダイナミックグローバルイルミネーション)] カテゴリで有効に。
[Dynamic Global Illumination] の [Method (メソッド)] を [Lumen] に設定します。
また、[Reflection (反射)] の [Method] を [Lumen] に設定し、Lumen のソフトウェアレイトレーシングモードに必要となる [Generate Mesh Distance Fields] も有効にします。

Lumenの詳細な設定はPostProcessVolume上で設定できます。
グローバルイルミネーションと反射のメソッドがLumenになっていることを確認しましょう。

こちらがLumenが設定されている画面です、
反射や映り込みの検証のために簡易的なシーンを作成しました。

緑や赤の壁面の色が隣接した白い天井や床に反射し、色が自然に映り込んでいます。
メタリックな質感を設定した球体と円錐には周囲の壁面が鏡面の様に映り込んでいます。
また、外光にさらされている部分と奥まった部分の明度の差など、非常に自然な光の反射効果が表現されます。

白い面に赤や緑の面の色味が映り込んでいるのはLumenの「グローバルイルミネーション」の機能です。
環境光の効果を動的に表現することができ、従来のUE4ではライトのベイクなどを詳細に設定することで近い表現は可能でしたが、動的に動くものなどでは対応できませんでした。
Lumenでの環境光の表現は照らすもの・照らされるものが動的に移動、変化してもリアルタイムに写実的な照明効果が描画されます。

金属的な球体と円錐に周囲の様子が映り込んでいるのが「反射(Reflection)」の機能です。
従来のUE4ではスクリーンスペースリフレクションの機能が主に活用され、表面がつるつるしている物体へ発生する映り込みを表現していました。

反射表現の比較

こちらは反射の設定をLumenを使用せずにスクリーンスペースで表現したものです、一見するとこちらでも十分に映り込みが表現できています。
簡易的にはこのスクリーンスペースでの反射でも十分に動的な反射映り込みが表現できていましたが、弱点もありました。

こちらはよりカメラを寄った状態のスクリーンスペースでの反射表現です。
スクリーンスペースでの表現は画面に映っている範囲の対象を使って映り込みを生成しているので、上側の天井部分が画面外に行ってしまって描画されていないので、球体に映り込んでいる反射からも天井部分が消滅してしまっています。
スクリーンスペースでの反射はこういった弱点がありました。