Unreal Engine で自動車向けスタジオ ライティングを設定する方法

Epic Games Technical Account Manager Dawei Ji |
2021年5月10日
このガイドの目的は、自動車関連のユーザーが、 Unreal Engine の自動車用テンプレートの基礎を使用して、高品質のスタジオ レンダリングを作成することです。ユーザーは、ライティング、レイトレーシング、環境のレンダリングを改善することができるようになります。私たちのソリューションが提供する完全にダイナミックなレンダリング シナリオにより、リアルタイムで作業することができます。
スタジオ レンダリングは、映画やインタラクティブ アニメーションなどの業界向けの最先端のビジュアル体験を作成するために使用されています。
このガイドでは、手動ライティング メソッドを使用して、外部ライティングのHDRIテクスチャを使用せずに Unreal で自動車をスタジオ レンダリングします。 

イメージベースドライティングは、通常、HDRI イメージから複雑な反射/カラーを生成しますが、ここでは、HDRI マップを使用した IBL レンダリングではなく、純粋な CG ベースのライティングを行いたいため、役に立ちません。エレガントな雰囲気のレンダリングを提供する一方、車のオリジナルなデザインを提示するためのより適応可能な方法をご紹介します。 

このガイドは大きく分けて2つのパートで構成されています。1つはエクステリア レンダリング、もう1つはインテリア レンダリングです。モデルの修正、ライティングやマテリアルの作成など、順を追って説明し、目標とするレンダリング結果に到達するためのヒントを以下に紹介していきます。 
エクステリア レンダリング
インテリア レンダリング

エクステリア レンダリング

レベルの設定

ほとんどのレンダリング理論は「Less is more(少ないほど豊か)」というルールを尊重しており、これはシーンをできるだけシンプルに保つことを意味しています。スタジオ レンダリングでは、何百万ものポリゴンと膨大な数のテクスチャを含む複雑な環境は必要ありません。 

ここでは、ライティング、反射、構図などの要素を含む、魅力的なリアルタイムレンダリングの作成に役立つ要素について取り上げます。

以下に示すように、新しい自動車プロジェクトを作成し、自動車テンプレートのシネマティックレベルを開くことから始めましょう。シーンのライティングを作成する前に、レベルから注釈が付いているデフォルトの車を削除して、シーンを少しクリーンにします。別のレベルにライトを作成しておけば、どのレベルでも車の周辺のライトをより簡単に追加および微調整できるためお勧めです。
スタジオ環境の構築
自動車モデルがマテリアルの割り当てとともにインポートされたら、テンプレートのシーンを変更するために少し変更を加える必要があります。この場合、反射/スペキュラ反射が邪魔になるため、バックプレートはここでは役に立ちません。バックプレートメッシュを非表示または削除すると、この問題を解決できます。
この床のマテリアルは、表面がリアルに反射して見えるように、ラフネスとタイルのスケールを少し上げる必要があります。

ライティングの設定

1) BP ライトカード を使用した環境光

まず、プロジェクト設定とポストボリュームで、自動露出(Auto Exposure) を「Manual」に変更しましょう。
車のベースとなるライティング/反射を簡単に作ることができる2種類の BP ライトカードがあります。BP ライトカードは、シーン全体の環境光も定義します。
BP ライトカード は実際にスカイライトに接続されており、シーンが露出しすぎてしまう可能性があるため、BP ライトの強度(Intensity)は高く設定しないようにして下さい。
BP ライトの色にHDRマップを挿入して、車の塗装やフロントガラスの反射をより詳細に表現します。
BP ライトパネルで強度(Intensity)やケルビン(Kelvin)を調整することで、光量を下げたり、色温度を変えたりします。このような薄暗い環境光は、シーンの雰囲気に合っていますし、車の塗装や窓への反射も滑らかになります。
2) ライトを追加する

必要に応じて、特定の暗い部分を補うライトをいくつか配置します。矩形ライトをキーライトとして使用し、大きな表面の一部を照らしたり、スポットライトを使用して暗闇に包まれている車の部分を強調したりします。ポイントライトは車の形状を浮かび上がらせるために使用します。これらの3種類のライトは、BP ライトカードで直接照明と反射をもたらすことにより、環境光と基本的な反射に役立ちます。
ただし、ライティングはできるだけきれいに見せることが重要です。追加したライトはすべて可動(Movable)に変更し、シーンに新しいライトを追加する前に、車の周辺のライトを調整して目的のライティングや反射を生成できるようにしましょう。これにより、各ライトの位置や方向、サイズを調整して、望むようなライティングと反射を即座に得ることができます。  
矩形ライトは、特定のエリアでより物理的に正しいライティングを生成し、車の側面に美しい反射を作り出すことができます。これは、曲線的な車体にも、角張った車体にも効果的です。 

矩形ライトのディフューズ/スペキュラは、車の最終的な外観に大きく影響します。シーン内に大きな矩形ライトを配置しすぎると、ライティングが平坦になり、車の反射が損なわれる可能性があるので注意が必要です。矩形ライトのサイズ、位置、方向はうまく機能するまで微調整するのが良いでしょう。たまにスペキュラがきれいに見えないことがありますが、これは見る角度にも依存します。 

反射を改善するには、いくつかの方法があります:  

1) 個人的にはここでは使いませんでしたが、白-黒のランプ テクスチャを挿入して、表面に反射する光のエッジを和らげることができます。  

2) スペキュラが明るすぎたり、不快に感じる場合は、スペキュラのパラメータを小さくしたり、0にすることもできます。
ポイントライトは、ヘッドライトのような複雑な構造のモデルを照らすのに役立ちます。また、特定のエリアにスペキュラを追加するのにも使用できます。例えば、ロゴの暗い部分を明るくするために、車の前にポイントライトをフィルライトとして配置しました。
スポットライトは、吸気口やホイールなどの暗い部分を補ったり、車の輪郭を強調したりするのに役立ちます。また、スポットライトは、遠くから見たときに、影の端が落ちていくような、非常にドラマチックなグランドシャドウを車にもたらすことができます。光の円錐を小さくし、そのエッジを柔らかくすることで、スポットの効果を既存のライティングとうまく調和させることができます。
エクステリア ライティングを仕上げる最後のステップは、以下の画像にあるように、車の両サイドに2つの矩形ライトを追加することです。これにより、車の側面の暗い部分が補われ、ショルダーラインをきれいに映し出すことができます。  

インテリア ライティング

エクステリア ライティングの漏れチェック

BP ライトオフにして、エクステリア ライティングが車内に影響を与えていないか確認してください。コンソールの部分は特に注意してください。シートはとりわけ、車内灯の方が明るくなります。

影響がある場合は、外光の減衰量を調整するか、ライトチャンネルを使ってライトリンクを外してください。

環境光

スペースが小さいので、インテリア ライティングにスカイライトは必要はありません。スカイライトのレイトレースシャドウを有効する一方、外部よりもコントラストの高い、より詳細な車内照明が必要です。これは、車内照明の開始点として適しています。

ライトの追加

フロントガラス、天井、サイドウィンドウに矩形ライトを追加して、車内に光を取り入れます。ライトのサイズや回転はお好みで調整してください。「スペキュラ(Specular)」を検索して、矩形ライトの詳細パネルでそれを下げることで、特定のライトからの反射を減少または取り除くことができます。

ポイントライトやスポットライトを追加して、ステアリング ホイールやコンソール、シートなどの特定のエリアを強調することができます。
車内ライトがオフの場合
車内ライトのみ
車外と車内のライトがオンの場合

ライト チャンネル 

インテリアの構造はエクステリアに比べてやや狭くより複雑なため、ときには特定のエリアが過剰に照らされたり、不要な光が入ったりする問題に遭遇することがあります。特定のオブジェクトにライトリンクを追加/解除する効果的な方法として、ライトチャンネルを簡単に使うことができます。

レイトレースされたアンビエントオクルージョンは、車内に深みとコントラストのあるソフトな影を落とし、ピクセル単位のサンプルを上げてノイズを減らすという大きなメリットがあります。ポストボリュームとシネカメラ パネルでアンビエント半径を調整することで、レイトレースAOを車内に適応させることができます。 

グローバル イルミネーション

GIは、照明と影のバランスを崩してしまい、室内の照明を明るくしすぎてフラットにしてしまうため、使用しませんでした。場合によっては、インテリアレンダリング内でレイトレーシングGIを行うと、光漏れが発生する可能性さえあります。

ポストエフェクトと最終レンダリング

最後に、すべての矩形ライトを選択して「サンプル(Sample)」と検索し、高品質の結果を得るためにレンダリングの値を増やします。これは、反射やAOのポストボリューム内でもできます。ただし、パーセンテージやサンプルを高くすると、パフォーマンスに深刻な影響を与えるので、シーンのサイズや複雑さに応じて慎重に設定することをお勧めします。

最終出力には、「高解像度スクリーンショット」を使ってスクリーンパーセンテージを150以上に設定して素早くスクリーンスナップを行うか、アンチエイリアシングやノイズ除去の効果を高めるために、ムービー レンダー キュー を使ってレンダリングを設定することができます。
 

まとめ

上記のステップはすべて、Unreal のリアルタイム技術を使用して、車の内装と外装に対して高品質のスタジオ レンダリングを効率的に作成するのに役立ちます。ご覧のように、リアルタイムでレイトレーシングの力を活用することで、ユーザーは環境光と反射のベースとなる BP ライトカードを微調整し、テンプレートシーンにライトを追加して、完全に直感的に感じられる魅力的なスタジオレンダリングを作成することができます。これにより、最終的にはオフラインでのレンダリング作成時間を短縮することができます。さらに、このチュートリアルでは外部リソースは必要ありません。Unreal Engine をダウンロードして、ぜひお試しください!

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