Технические особенности и ограничения
Технические особенности и ограничения
Как уже было ранее упомянуто в исследовании, постобработка занимает завершающее положение в рендер-пайплайне Unreal Engine 5, применяется только после того, как все геометрия, освещение, шейдеры и эффекты уже полностью вычислены. Эта позиция одновременно является как её преимуществом (глобальное воздействие на готовый кадр), так и ограничением (невозможность влияния на процесс создания изображения).
Проиллюстрированный графический рендер-пайплайн
Стандартный порядок этапов рендеринга в UE5:
1. Geometry Rendering — рендеринг всей геометрии сцены. 2. Lighting & Shading — расчет освещения и применение материалов. 3. Translucency & Effects — обработка полупрозрачных объектов и спецэффектов. 4. Post-Processing — применение постобработки к финальному изображению. 5. UI/HUD Rendering — отрисовка интерфейса.
Постобработка не может применяться на первых трех этапах, что создает фундаментальные ограничения её возможностей.
Производительность и нагрузка на GPU/CPU
Постобработка требует значительных ресурсов GPU, особенно при высоком разрешении экрана и использовании нескольких материалов постобработки. Нагрузку можно снизить за счет понижения разрешений эффектов, сокращения количества активных материалов и отключения ненужных эффектов.
Пример расхода видеопамяти игры Far Cry 5
Расход видеопамяти (VRAM) — каждый Post Process Material создает промежуточные текстуры для обработки. При высоком разрешении экрана эта нагрузка значительна.
- Для полноэкранного эффекта при 4K (3840×2160) пиксельный шейдер вызывается примерно 8.3 млн раз.
- Каждый дополнительный материал добавляет еще один проход обработки всех пикселей.
- При наложении 3-4 Post Process Materials нагрузка может стать критической на старых GPU.
Демонстрация снижения разрешения текстуры
Оптимизация разрешения материалов — техника Downscaling позволяет обрабатывать эффекты на половинном разрешении.
- Downscaling с коэффициентом 0.5 уменьшает количество пиксельных вычислений в 4 раза.
- Из 11.5 мс на 4K можно сократить до 2.9 мс с помощью Downscaling.
- Трейд-офф: визуальное качество эффекта снижается, но производительность значительно растет.
Демонстрация ввода консольной команды
Рекомендации по оптимизации:
- Избегать создания более 2-3 Post Process Materials одновременно.
- На мобильных платформах ограничить разрешение обработки.
- Отключать неиспользуемые эффекты Post Process Volume вместо их дезактивации.
Консольные команды для профилирования нагрузки:
- r.PostProcessingQuality — уровень качества постобработки.
- r.Streaming.PoolSize — размер буфера текстур.
Разница между CPU (Central processing unit) и GPU (Graphics processing unit)
Несмотря на то, что большинство вычислений происходит на GPU, некоторые операции постобработки требуют следующих CPU ресурсов:
- Управление материалами и их параметрами.
- Обновление Material Parameter Collections.
- Синхронизация между фреймами для временных эффектов.
Функциональные ограничения постобработки
Поскольку постобработка основана на работе с финальным изображением, она не может изменить геометрию объектов, добавить невидимые в кадре элементы или применять избирательные эффекты к отдельным объектам без специальных техник.
Пример применения постобработки
Постобработка работает исключительно с готовым 2D изображением, теряя при этом трёхмерную информацию:
- Невозможно восстановить потерянные данные — если объект не виден в исходном кадре, постобработка его не сможет добавить.
- Нет доступа к геометрии — нельзя изменить форму или структуру объектов через постобработку.
- Потеря глубины информации — хотя доступен буфер глубины (Depth), это не полная 3D информация.
Демонстрация работы Custom Depth и Custom Depth Visualizer
Практический пример ограничений — попытка использовать постобработку для создания эффекта «видимого через стену» невозможна, так как стена уже отрисована и скрыла всё позади неё. Решением является использование Custom Depth Buffer и специальной логики рендеринга, а не чистой постобработки.
Демонстрация рендера через MRQ
Серьёзная техническая проблема существует при рендеринге через Movie Render Queue (MRQ):
- Результаты MRQ могут значительно отличаться от вьюпорта при использовании Post Process Materials с яркостными преобразованиями.
- Причиной являются различия в цветовых пространствах между вьюпортом и MRQ.
- MRQ использует scene-linear цветовое пространство, в то время как вьюпорт может использовать tone-mapped пространство.
Демонстрация опций Blendable Location в настройках материала
Несовместимость с определенными режимами рендеринга:
- Post Process Materials не работают корректно с некоторыми настройками Temporal Super Resolution (TSR).
- На высокоразрешающих мониторах (выше 1080p) в редакторе возможны ошибки UV координат.
Отличие постобработки от композинга
В отличие от комплексного композинга, где работают с несколькими слоями изображения, в постобработке UnrealEngine 5 доступен только итоговый «Beauty Pass». Это ограничивает гибкость обработки, но обеспечивает быстрый результат в реальном времени.
Важно понимать фундаментальное отличие между постобработкой в реальном времени и композингом в post-production.
Демонстрация настройки Render Passes
Постобработка в движке (Real-time Post-processing):
- Применяется после рендеринга одного единого кадра.
- Работает с финальным 2D изображением без доступа к компонентам (отдельные проходы, слои, pass-оuts).
- Ограничена вычислительной мощностью реального времени.
- Не может обрабатывать объекты отдельно, они уже смешаны в кадре.
Демонстрация примеров Render Passes
Композинг и Color Grading в post-production:
- Работает с разделенными компонентами (passes) — diffuse, specular, normal, depth и т. д.
- Полностью неразрушающий процесс — используются LUT, CDL, и другие трансформации.
- Изолированная работа — каждый элемент обрабатывается отдельно перед финальным соединением.
- Теоретически неограниченное время обработки.
- Может использовать машинное обучение и высокоточные алгоритмы, недоступные в реальном времени.
В кинопроизводстве цветокоррекция применяется к отдельным Render pass-ам.
Демонстрация PreLighting Pass и Depth Buffer Pre-Pass
Примеры Render Outputs: 1. Beauty Pass (основное изображение) 2. Diffuse Pass 3. Specular Pass 4. Normal Pass 5. Depth Pass
Композитер в Nuke или DaVinci Resolve может отдельно обработать каждый пасс, а затем соединить их вместе. Это обеспечивает полный контроль и гибкость. В Unreal Engine постобработка может только работать с финальным Beauty Pass, так как промежуточные данные уже потеряны.
Информационные потери при постобработке
Постобработка связана с преобразованиями цветового пространства и может приводить к потере HDR информации, особенно при переходе в SDR. Некоторые эффекты требуют правильного выбора этапа интеграции в пайплайн для минимизации потерь.
Демонстрация разницы между SDR и HDR
HDR / SDR преобразование — при применении постобработки часть информации о высоком динамическом диапазоне (HDR) может быть потеряна.
- Если сцена содержит очень яркие участки, они могут быть «обрезаны» при переходе в SDR.
- Постобработка не может восстановить потерянную информацию.
Возможное решение — использовать опцию Blendable Location = Scene Color Before DOF для корректной работы в HDR пространстве.
Демонстрация опции Scene Color Before DOF в настройках материала
Постобработка работает кадр за кадром, что создает проблемы с временной согласованностью:
- Motion blur, вычисленный в постобработке, может привести к артефактам на движущихся объектах.
- Временные суперсэмплирование (TSR) и пост-обработка могут конфликтовать при неправильной настройке.
- Рекомендуется отключать Motion blur в постобработке и использовать встроенный Motion blur материала.
Технические несовместимости и Edge Cases
Некоторые эффекты могут некорректно работать с прозрачными объектами, высокими разрешениями или сложными режимами рендеринга. Использование правильных точек внедрения эффектов и тщательная отладка помогают минимизировать эти проблемы.
Демонстрация разных режимов вьюпорта
Постобработка ведет себя по-разному в различных режимах вьюпорта:
- Lit Mode — приближен к финальному рендеру.
- Unlit Mode — постобработка может работать неправильно из-за отсутствия освещения.
- Wireframe — постобработка обычно отключена или не видна.
Для обнаружения проблем с постобработкой используются следующие консольные команды:
- stat unit — показывает время кадра на CPU/GPU.
- r.ProfileGPU 1 — включает детальное профилирование GPU.
- stat rhi — информация о вызовах рендерера.
Демонстрация ввода консольных команд
Проблемы с прозрачностью и полупрозрачностью:
- Полупрозрачные объекты рендерятся после постобработки в определенных точках пайплайна.
- Если выбрана опция Blendable Location = After Tonemapping, полупрозрачные объекты будут рендериться поверх эффектов постобработки.
- Это создает визуальный конфликт: постобработка не влияет на полупрозрачные объекты.
Возможное решение — выбирать Blendable Location = Scene Color After DOF, если эффект должен влиять на полупрозрачные объекты.
Когда постобработка недостаточна
Далее приведены ситуации, в которых нужен подход, не связанный с постобработкой:
1. Требуется изменить геометрию или структуру объектов — использовать материалы на объектах или процедурное деформирование. 2. Нужна селективная обработка отдельных объектов — использовать Custom Depth и материалы на объектах. 3. Требуется очень точный контроль цвета — использовать LUT (Look-Up Table) вместе с постобработкой. 4. Эффект зависит от трехмерного пространства — использовать Volume Textures или Render Targets. 5. Нужна полная неразрушающая обработка — экспортировать в external compositor (Nuke, Fusion).
Рекомендации по эффективному использованию постобработки
Для эффективной работы важно балансировать между качеством эффектов и производительностью, правильно выбирать типы и количество эффектов, а также сочетать постобработку с дополнительными инструментами для достижения требуемого визуального результата.
Постобработка успешно справляется с глобальными визуальными эффектами, кинематографическими фильтрами, тонкими коррекциями яркости и цвета, а также с экранными артефактами.
Что требует альтернативных решений:
- Селективные эффекты на отдельных объектах — Material Parameter Collections \+ Object-specific materials.
- Геометрические изменения — Procedural Meshes или Blueprint logic.
- Полный контроль и неразрушающая обработка — Movie Render \+ External Post-Production.
Понимание этих ограничений позволяет разработчикам принимать оптимальные технические решения, выбирая подходящий инструмент для каждой задачи.
YouTube.com. From Basic to Breathtaking: Unreal Engine Post Process Volume Explained // YouTube. — 2024. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=noUoeFl_aKQ (дата обращения: 05.11.2025).
YouTube.com. 54 Настройка постобработки Post process в Unreal Engine // YouTube. — 2023. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=usc68hM-sVc (дата обращения: 05.11.2025).
YouTube.com. 9 Постобработка в Unreal Engine Post Process Volume // YouTube. — 2025. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=03SeXy6-X7I (дата обращения: 08.11.2025).
YouTube.com. Основы и эффекты постобработки громкости в UE5 // YouTube. — 2025. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=0iDdD9pv_GU (дата обращения: 07.11.2025).
YouTube.com. How Create A Simple Cel Shader — Unreal Engine 5 Materials Tutorial // YouTube. — 2025. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=lOOs74MLxec (дата обращения: 07.11.2025).
Reddit.com. Post Process Materials using Blueprints in UE5 // Reddit. — 2024. — URL: https://reddit.com/r/unrealengine (дата обращения: 06.11.2025).
Unreal Engine Documentation. Post Process Materials // Unreal Engine Docs. — 2025. — URL: https://docs.unrealengine.com (дата обращения: 07.11.2025).
Skillbox.ru. Что такое постобработка и как её используют в играх // Skillbox. — 2024. — URL: https://skillbox.ru (дата обращения: 01.11.2025).
DTF.ru. Достигаем кинематографического качества с помощью постобработки в Unreal Engine // DTF. — 2020. — URL: https://dtf.ru (дата обращения: 02.11.2025).
TomLooman.com. Unreal Engine 5.6 Performance Highlights // Tom Looman Blog. — 2025. — URL: https://tomlooman.com (дата обращения: 08.11.2025).
Polycount.com. Movie Render Queue not rendering Post Process Volume // Polycount Forums. — 2021. — URL: https://polycount.com (дата обращения: 06.11.2025).
Habr.com. Оптимизация игры на UE. Часть 1. Сбор статистики // Habr. — 2025. — URL: https://habr.com (дата обращения: 08.11.2025).
Overclockers.ru. Сколько видеопамяти необходимо современным играм: влияние нехватки видеопамяти на производительность на примере Polaris 4Gb vs 8Gb // Overclockers.ru. — 2020. — URL: https://overclockers.ru/blog/rx_vega_64/show/32572/skolko-videopamyati-neobhodimo-sovremennym-igram-vliyanie-nehvatki-videopamyati-na-proizvoditelnost-na-primere-polaris-4gb-vs-8gb (дата обращения: 29.11.2025).
Leeyngdo. Graphics Pipeline // Leeyngdo GitHub Blog. — 2024. — URL: https://leeyngdo.github.io/blog/computer-graphics/2024-02-29-graphics-pipeline/ (дата обращения: 29.11.2025).
Pratap J. Post Process Photos // PratapJ.com. — 2025. — URL: https://pratapj.com/guides/post-process-photos/ (дата обращения: 29.11.2025).
Looman T. The Many Uses of Custom Depth in Unreal 4 // Tom Looman, 2018. — URL: https://www.tomlooman.com/the-many-uses-of-custom-depth-in-unreal-4/ (дата обращения: 29.11.2025).
Epic Games. Cinematic Render Passes in Unreal Engine // Unreal Engine Documentation. — 2025. — URL: https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/cinematic-render-passes-in-unreal-engine (дата обращения: 29.11.2025).
Unreal Art Optimization. Passes // Unreal Art Optimization Book. — 2025. — URL: https://unrealartoptimization.github.io/book/profiling/passes/ (дата обращения: 29.11.2025).
Nearity.co. Deciding the best option between SDR and HDR // Nearity, 2025. — URL: https://www.nearity.co/blog/sdr-vs-hdr-deciding-the-best-option-for-you (дата обращения: 29.11.2025).
Epic Games. Viewport Modes in Unreal Engine // Unreal Engine Documentation. — 2025. — URL: https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/viewport-modes-in-unreal-engine (дата обращения: 29.11.2025).
