Что такое Lumen в играх

Lumen в играх — это система динамического глобального освещения и отражений разработанная компанией Epic Games для их игрового движка Unreal Engine 5. Она позволяет просчитывать реалистичное освещение и отражения в реальном времени без необходимости предварительного запекания света. Если кратко, то это аналог трассировки лучей Nvidia, который требует меньше ресурсов, но и менее точен.

Вот пример работы освещения Lumen в Silent Hill f:

Как работает Lumen

Lumen динамически рассчитывает, как свет отражается от поверхностей, рассеивается и взаимодействует с окружающими объектами. Это делает картинку более натуральной и живой, особенно при изменении источников света, времени суток или разрушаемой геометрии. Вот его ключевые возможности:

1. Динамическое глобальное освещение: Свет реалистично отражается от поверхностей, окрашивая их в свой цвет. Например, красный ковер будет отбрасывать красноватое свечение на стены и пол.
2. Отражения: Lumen рассчитывает отражения в реальном времени, даже на неровных поверхностях. И, например, в отличие от Screen Space Reflections, такие отражения будут видны, даже когда отражаемых объектов нет в кадре.
3. Реакция на изменения: Если вы разрушите стену, в помещение проникнет солнечный свет. Если вы выстрелите в темной пещере, вспышка осветит окружение, и свет будет правильно отражаться и затухать. Всё это происходит без загрузок и практически мгновенно.

Разница между Software Lumen и Hardware Lumen

Технология Lumen может работать в одном из в двух режимов:

• Software Lumen — программная версия, использующая CPU и стандартные возможности GPU. Она работает на любом GPU с поддержкой шейдеров Model 5+ (Nvidia GTX 900+ / AMD RX 400+), включая консоли PlayStation 5 и Xbox Series X.
• Hardware Lumen — аппаратная трассировка с BVH-структурами. Фактически, это Lumen + Ray Tracing, но оптимизированный под Unreal Engine 5. Для работы уже требует видеокарты с RT-ядрами, начиная с RTX 20xx+ / RX 6000+.

К плюсам Software Lumen можно отнести гораздо меньшие затраты производительности, чем у Hardware Lumen. Из минусов — это менее точное освещение, тени и отражения, а также наличие гораздо большего количества шумов и артефактов по сравнению с аппаратной трассировкой.

Визуальная разница между ними сильно зависит от реализации в конкретной игре. В некоторых она будет очевидна, а в некоторых ее будет практически не заметить. Например, вот сравнение программного и аппаратного Lumen в лесной чаще ремастера TES IV: Oblivion:

А вот сравнение в Cronos: The New Dawn, где визуальной разницы вообще нет. Чего не скажешь о разнице в производительности: