本周，Epic Games发布了其下一代游戏引擎Unreal Engine 5的最新版本。尽管新版本在许多方面都有改进，但最引人注目的特点是Lumen（全局照明）和Nanite（微多边形几何），这两个功能可能对VR沉浸体验产生重大影响。不幸的是，该公司表示这两个特性目前还不适用于VR开发者。

从本周开始对所有开发者开放，Unreal Engine 5承诺开启一个新的游戏开发时代，使开发者能够轻松创建具备极高质量资产和逼真照明的游戏。这要归功于引擎的两个关键特性：Nanite和Lumen。
Nanite
Nanite是Epic称之为“虚拟几何”系统，它极大地改善了游戏场景的几何细节。
使用Nanite实时渲染的场景|图片来源：Epic Games
以前，开发者会创建高质量的3D模型作为一种“主”参考，然后在将其引入游戏引擎之前大大简化其几何结构（导致细节和复杂度减少）。同一模型通常会有几个版本，其详细程度逐渐降低，根据相机距离模型的远近进行切换（称为“细节层次”或“LOD”）。这样可以实现近距离显示更高质量的效果，同时在远离时使用减少细节的模型以提高性能。
Nanite基本上像一个连续的LOD系统，在每一帧中从原始“主”模型中引用并提取出相机距离所需的最大细节级别。这不仅消除了创建离散LOD模型的需要，而且意味着一个模型的细节范围可以更大，允许玩家在足够靠近时看到难以置信的细节——一直到“主”模型的原始多边形为止。
Lumen
与此同时，Unreal Engine 5的新照明系统Lumen通过全局照明极大地简化了游戏照明。
使用Lumen和Nanite实时照明效果|图片来源：Epic Games
逼真的照明在计算上会非常昂贵；没有Lumen，许多游戏使用一种组合照明技术来实现所需的外观同时保持游戏性能。一个场景可能使用预计算的“烘焙”照明（与场景的其他部分不交互），以及少量实时光源，这些光源在场景中的某些物体上投射阴影，并使用各种“屏幕空间”效果来模拟逼真的照明。
Lumen将照明统一为一种称为全局照明的方法，旨在使场景中的每个光源——甚至包括太阳——都成为与其他光源和场景其他部分交互的实时光源。这包括逼真的反射光，在光源照射到的物体的颜色基础上在整个场景中传播颜色。例如，白色阳光照射到白色房间的红色地板上，会在从红色地板反射时将一些红光投射到墙壁上。这样的反射光是逼真照明的一个基本组成部分。
Nanite和Lumen都可以极大地提高VR中的沉浸感，因为它们能够在附近的物体中大幅增加几何细节（尤其是在具备立体视觉能力的VR头盔中更为明显），并创建更逼真和交互的实时照明效果。
“没有时间表”来支持VR的Nanite或Lumen
不幸的是，Epic表示目前UE5中的Nanite和Lumen尚不适用于VR。
“虽然我们目前没有关于Lumen和Nanite在VR体验中的支持的时间表，但我们正在探索如何将这些UE5特性引入其他平台，”该公司告诉Road to VR。
但是，Epic表示这并不意味着VR开发者不能使用UE5。
“VR开发者可以利用Unreal Engine 5的大部分可用于生产的工具和功能，如新的用户界面、新的建模工具套件，创作者工具，例如Control Rig、MetaSounds和World Partition，适用于大型开放环境。”
有什么问题？
虽然Nanite和Lumen都能创建出令人难以置信的场景，但从性能角度来看它们并不是“免费的”。
“尽管[Nanite]的优势可能会改变游戏规则，但仍然存在一些实际限制。例如，实例数量、每个网格的三角形数量、材质复杂度、输出分辨率和性能应该仔细衡量，以适应不同内容和硬件的组合，”公司警告开发者。“Nanite将在未来的Unreal Engine版本中不断扩展其功能并改善性能。”
而Lumen只能在最新的控制台硬件上为大型户外场景实现60帧每秒的流畅度，室内场景则为30帧每秒。这与大多数PC VR头显的最低90帧每秒相去甚远。而且由于Quest 2的性能远低于最新的控制台，它根本无法应对这种需求。这意味着将这些功能引入VR的最终限制可能仅仅是性能（或者说缺乏性能）。
相同场景在平面屏幕上的渲染与在VR中的渲染通常由于需要进行立体渲染（通常分辨率更高）而在VR中的性能较差。单次立体渲染和凹显渲染等技巧有助于减少这种开销，但可能尚不能与Nanite和Lumen等功能同时使用。
因此，在实际上将这些功能引入VR体验之前，可能需要进行优化并使用更强大的硬件。从Epic的角度来看，与Unity引擎相比，Unreal Engine在VR开发人员中占比较小，而如今大多数VR游戏都是使用Unity引擎构建的。尤其是随着Meta Quest 2作为最受开发者欢迎的目标平台的发展趋势（以及与控制台和PC相比缺乏性能），优化Nanite和Lumen以适应VR的优先级在Epic公司的清单上可能非常低。
希望能够最终在VR中看到这些下一代引擎功能，但可能还需要一段时间。