Lumen in Unreal Engine 5: Echtzeit-Beleuchtung erklärt

Lumen: Global Illumination in Echtzeit

Realistische Beleuchtung war lange einer der teuersten Teile der Spieleentwicklung. Licht musste vorberechnet und in sogenannte Lightmaps "gebacken" werden, was jede Änderung an der Szene zu einem langwierigen Prozess machte. Mit Lumen bricht die Unreal Engine 5 mit diesem Ansatz. Lumen ist das vollständig dynamische Global-Illumination- und Reflexionssystem der Engine und berechnet indirektes Licht in Echtzeit, über beliebige Distanzen hinweg.

Das Ergebnis: Wenn sich in der Szene etwas ändert, die Tageszeit, eine Lichtquelle oder ein ganzes Gebäude, passt sich die Beleuchtung sofort an. Kein Warten, kein erneutes Backen. Wie diese Technik funktioniert und wo sie an ihre Grenzen stößt, schauen wir uns hier an.

Was ist Lumen?

Lumen löst diffuse indirekte Beleuchtung, bei der Licht von einer Oberfläche abprallt, deren Farbe aufnimmt und diese auf umliegende Flächen überträgt. Diesen Effekt nennt man Color Bleed, und er ist einer der Gründe, warum computergenerierte Szenen erst wirklich glaubwürdig wirken. Zusätzlich berechnet Lumen Reflexionen in Echtzeit. Technisch kombiniert das System eine niedrig aufgelöste Repräsentation der Szenenbeleuchtung mit Software-Raytracing und nutzt Hardware-Raytracing, wo verfügbar.

Lumen wurde von Beginn an für die aktuelle Konsolengeneration von Sony und Microsoft entwickelt und ist eng mit dem Geometriesystem Nanite verzahnt. Beide Technologien sind die zentralen Neuerungen, mit denen die Unreal Engine 5 fotorealistische Szenen ermöglicht.

So aktivierst du Lumen

Bei neuen Projekten in der Unreal Engine 5 ist Lumen von Anfang an aktiv. Bestehende Projekte, die aus der Unreal Engine 4 importiert werden, aktivieren Lumen dagegen nicht automatisch, um die vorhandene Beleuchtung nicht zu stören. Du kannst es aber jederzeit in den Project Settings unter dem Punkt Rendering einschalten. Setze dazu die "Dynamic Global Illumination Method" und die "Reflection Method" jeweils auf Lumen.

In den Project Settings unter Rendering wird Lumen aktiviert

Die Möglichkeiten

Der größte Gewinn ist der Workflow. Weil Lumen eine dynamische Pipeline für indirektes Licht nutzt, kannst du Geometrie, Materialien und Lichtquellen jederzeit verändern und siehst das Ergebnis sofort. Die Wartezeiten, bis die finale Beleuchtungsqualität berechnet ist, entfallen. Für Artists bedeutet das deutlich mehr Freiheit beim Experimentieren. Dazu liefert Lumen geometrisch präzise Reflexionen und arbeitet nahtlos mit Nanite zusammen, sodass hochdetaillierte Szenen korrekt ausgeleuchtet werden.

Die Grenzen

Wie jede junge Technologie hat Lumen noch Einschränkungen. Klassische statische Beleuchtung über Lightmaps lässt sich nicht mit Lumens Global Illumination kombinieren, und die Reflexionen unterstützen keine mehrfachen Spiegelungen ineinander. Auch bei bestimmten Wasser- und Spezialmaterialien stößt das System an Grenzen. Wichtig zu wissen: Epic Games verbessert Lumen mit jeder Unreal-Engine-Version spürbar, etwa bei der Reflexionsqualität und der Performance. Vieles, was in frühen Versionen fehlte, ist inzwischen dazugekommen.

Fotorealistische Echtzeit-Projekte mit Unreal Engine

Lumen ist einer der Gründe, warum die Unreal Engine heute weit über klassische Spiele hinaus eingesetzt wird, von Architektur-Visualisierungen bis zu interaktiven Echtzeit-Anwendungen. Genau solche Projekte setzen wir bei Studio Merkas mit der Unreal Engine um. Wenn du eine interaktive 3D- oder Echtzeit-Anwendung planst und wissen willst, was mit Lumen, Nanite und Co. möglich ist, sprich uns unverbindlich an.