Beleuchtung ist einer der wichtigsten Aspekte für visuell beeindruckende Spiele. Unreal Engine 5 bietet mit Lumen und Hardware-Ray Tracing cutting-edge Technologien, die fotorealistische Beleuchtung in Echtzeit ermöglichen.
Lumen: Dynamic Global Illumination
Lumen ist Unreal Engine 5's revolutionäres Global Illumination System. Im Gegensatz zu gebackener Beleuchtung reagiert Lumen dynamisch auf Änderungen - bewegliche Lichtquellen, sich öffnende Türen oder zerstörbare Umgebungen werden korrekt beleuchtet ohne manuelle Rebaking-Prozesse.
Lumen funktioniert durch Surface Cache und Screen Space Tracing. Es berechnet, wie Licht von Oberflächen reflektiert wird und mehrfach in der Szene bounced. Das Resultat ist natürlich aussehende indirekte Beleuchtung mit akzeptabler Performance auch auf Consumer-Hardware.
Hardware Ray Tracing Integration
Für High-End-Projekte ermöglicht Hardware Ray Tracing noch akkuratere Beleuchtung. Ray Traced Shadows haben perfekte Kontakt-Schatten und korrekte weiche Übergänge. Ray Traced Reflections zeigen korrekte Spiegelungen ohne die Limitierungen von Screen Space Reflections.
Die Integration mit Lumen ist nahtlos - die Engine wählt automatisch die beste Methode basierend auf Szenenkomplexität und Hardware-Capabilities. Für RTXGI (Ray Traced Global Illumination) benötigen Sie eine NVIDIA RTX oder AMD RDNA2+ GPU.
Light Types und ihre Anwendungen
Unreal Engine bietet verschiedene Light-Types für unterschiedliche Szenarien. Directional Lights simulieren Sonnenlicht und beleuchten die gesamte Szene aus einer Richtung. Skylight sammelt Umgebungslicht vom Skybox oder HDRI und sorgt für realistisches Ambient Light.
Point Lights strahlen in alle Richtungen und eignen sich für Lampen oder Feuer. Spot Lights haben einen definierten Kegel und sind ideal für Scheinwerfer oder Taschenlampen. Rect Lights simulieren flächige Lichtquellen wie Fenster oder Bildschirme und erzeugen realistischere Schatten.
Light Mobility: Static, Stationary und Movable
Die Mobility-Einstellung definiert, ob ein Light zur Laufzeit bewegt werden kann und wie Schatten berechnet werden. Static Lights sind komplett gebacken und bieten beste Performance, können aber nicht verändert werden. Alle Beleuchtung wird in Lightmaps gespeichert.
Stationary Lights sind ein Hybrid - Direct Lighting wird in Echtzeit berechnet, während indirekte Beleuchtung gebacken wird. Dies ermöglicht dynamische Schatten bei guter Performance. Movable Lights sind vollständig dynamisch, kosten aber mehr Performance und nutzen Lumen für GI.
Lightmass Global Illumination
Für Projekte ohne Lumen ist Lightmass das klassische Light Baking System. Es berechnet indirekte Beleuchtung offline und speichert sie in Lightmaps. Wichtige Settings sind Lightmap Resolution - höhere Werte bedeuten detailliertere Schatten aber größere Texturen.
Lightmass Importance Volumes markieren Bereiche, die höhere Qualität benötigen. Portal Volumes helfen bei der Berechnung von Licht, das durch Öffnungen wie Fenster kommt. Quality-Settings balancieren zwischen Bake-Zeit und finaler Qualität.
Volumetric Fog und Atmosphärische Effekte
Volumetric Fog fügt Ihrer Szene Atmosphäre und Tiefe hinzu. Licht interagiert mit Fog-Partikeln und erzeugt God Rays und Lichtstreuung. Exponential Height Fog simuliert realistische Atmosphären-Dichte, die mit der Höhe abnimmt.
Volumetric Clouds sind prozedural generierte 3D-Wolken, die mit Licht interagieren. Sie sind performant genug für Echtzeit-Nutzung und verändern sich dynamisch basierend auf Wind und Tageszeit. Atmospheric Fog simuliert Rayleigh und Mie Scattering für realistische Sky-Beleuchtung.
Post Process und Color Grading
Post Process Volumes kontrollieren finale Image-Adjustments. Exposure Settings simulieren Kamera-Adaption an unterschiedliche Lichtverhältnisse. Bloom lässt helle Bereiche glühen. Ambient Occlusion verstärkt Kontakt-Schatten in Ecken und Vertiefungen.
Color Grading definiert den visuellen Look Ihres Spiels. LUTs (Look-Up Tables) ermöglichen komplexe Farbkorrekturen. Film Grain und Vignette fügen cinematic Effekte hinzu. Jede Szene kann unterschiedliche Post Process Settings haben, die automatisch überblenden.
Performance Optimization für Lighting
Lighting Performance zu optimieren ist critical für flüssiges Gameplay. Reduzieren Sie die Anzahl dynamischer Lights - kombinieren Sie mehrere kleine Lights zu größeren. Verwenden Sie Light Functions sparsam, da sie zusätzliche Shader-Instructions erfordern.
Shadow Cascades für Directional Lights sollten auf die Szenen-Größe abgestimmt sein. Screen Space Shadows für kleine Details sind günstiger als Shadow Maps. Lumen's Quality Settings können für verschiedene Hardware-Tiers skaliert werden.
Lighting Best Practices
Beginnen Sie mit einer klaren Lighting-Vision - welche Stimmung möchten Sie erzeugen? Verwenden Sie References aus Film und Fotografie. Der klassische Three-Point-Lighting-Ansatz funktioniert auch in Games: Key Light (Hauptlicht), Fill Light (Aufhellung) und Rim Light (Kontur).
Testen Sie Ihre Beleuchtung zu verschiedenen Tageszeiten, falls applicable. Achten Sie auf Contrast - nicht alle Bereiche sollten gleich hell sein. Nutzen Sie Schatten kreativ, um Spieler zu führen. Iterieren Sie häufig und testen Sie In-Game, nicht nur im Editor.