Unreal Engine 5 : comprendre Nanite et Lumen pour créer des mondes photo-réalistes

Unreal Engine 5 a rendu obsolète la notion de "budget polygones". Avec Nanite, tu peux importer des meshes de plusieurs millions de triangles sans impact perceptible sur les performances. Avec Lumen, l'illumination globale se calcule en temps réel sans lightmaps précuites. Ce sont les deux technologies qui ont changé la donne dans le rendu 3D temps réel — et elles sont accessibles gratuitement.

Le problème que Nanite résout

Avant Nanite, chaque polygone affiché à l'écran consommait des ressources GPU. Les artistes 3D devaient créer des versions basse résolution (LOD — Level of Detail) de chaque asset, une tâche fastidieuse qui représentait 20 à 30 % du temps de production d'un jeu (source : GDC survey, 2023).

Nanite virtualise la géométrie : il décompose les meshes en clusters de triangles et affiche dynamiquement seulement ce qui est visible à l'écran, à la résolution nécessaire. Un mesh de 33 millions de triangles et un mesh de 100 000 triangles coûtent approximativement la même chose au rendu si la même surface est visible.

Comment ça marche techniquement

1. Import : tu importes un mesh haute résolution (depuis Blender, ZBrush, ou un scan 3D)
2. Conversion : UE5 le découpe automatiquement en clusters hiérarchiques (DAG — Directed Acyclic Graph)
3. Rendu : à chaque frame, Nanite détermine quels clusters sont visibles (occlusion culling) et à quelle résolution les afficher (en fonction de la distance caméra et de la résolution écran)
4. Streaming : les données géométriques sont streamées depuis le disque à la demande

Le résultat : tu travailles avec la qualité cinéma (meshes de scan photogrammétrie, sculptures ZBrush détaillées) sans te soucier du budget de triangles.

Ce que Nanite supporte (et ne supporte pas)

La limitation principale : Nanite ne fonctionne pas (encore) sur les personnages animés. Pour les environnements, les props et l'architecture, c'est révolutionnaire. Pour les personnages, tu dois encore utiliser les LODs traditionnels.

Workflow pratique

1. Modélise en haute résolution dans Blender ou ZBrush (ne te retiens pas sur les détails)
2. Exporte en FBX ou glTF
3. Importe dans UE5 → cocher "Enable Nanite" dans les import settings
4. Place le mesh dans la scène — pas de LOD à configurer, pas d'optimisation manuelle

Pour les scans photogrammétriques (captures réelles d'objets ou d'environnements), Nanite est idéal. Consulte notre guide sur la photogrammétrie smartphone — Polycam, les scans direct-to-Nanite.

Le problème que Lumen résout

L'illumination globale (Global Illumination — GI) simule comment la lumière rebondit dans un environnement. Sans GI, une pièce éclairée par une fenêtre aurait des murs opposés totalement noirs — ce qui n'est pas réaliste.

Avant Lumen, les solutions étaient :

• Lightmaps précuites : résultat statique, temps de calcul long (minutes à heures), modification = recalcul total
• Screen Space GI : rapide mais approximatif, artefacts visibles
• Ray tracing hardware : qualité excellente mais performances lourdes (nécessite RTX)

Lumen combine plusieurs techniques (software ray tracing, screen traces, mesh distance fields) pour offrir une GI temps réel de haute qualité qui fonctionne sur du hardware raisonnable.

Ce que Lumen change concrètement

• Déplace une lumière → l'éclairage de toute la scène se met à jour instantanément
• Ouvre une porte → la lumière se propage dans la pièce en temps réel
• Change la couleur d'un mur → la lumière rebondie change de couleur (color bleeding)
• Jour/nuit dynamique → le cycle entier se calcule en temps réel, pas de lightmaps

Pour un level designer, c'est un gain de productivité massif. Itérer sur l'éclairage passe de "modifier → cuire → attendre 10 minutes → vérifier" à "modifier → voir le résultat immédiatement".

Lumen : les deux modes

Le mode software fonctionne sur du matériel modeste et offre une qualité suffisante pour la majorité des projets. Le mode hardware ajoute des réflexions plus précises et une meilleure qualité dans les environnements complexes, mais nécessite une carte graphique récente.

Configuration de Lumen

1. Project Settings → Rendering → Global Illumination : sélectionne "Lumen"
2. Project Settings → Rendering → Reflections : sélectionne "Lumen"
3. Post Process Volume → Lumen Settings :
   • Final Gather Quality : 1.0 (par défaut, augmente pour les scènes d'intérieur)
   • Scene Detail : augmente pour capturer les petits objets dans la GI
   • Max Trace Distance : ajuste selon la taille de ta scène

Conseils de performance Lumen

• Meshes avec Nanite : Lumen utilise les mesh distance fields pour le software tracing. Nanite meshes génèrent automatiquement des distance fields précis.
• Lumières : limite le nombre de lumières dynamiques overlapping (chaque lumière ajoute au coût de tracing)
• Intérieur vs extérieur : les scènes d'intérieur sont plus coûteuses (plus de rebonds nécessaires). Augmente Final Gather Quality en intérieur.
• Résolution : Lumen scale bien avec la résolution. En 1440p avec DLSS/FSR, tu gagnes des performances significatives sans perte visuelle.

Étape 1 : Références et blockout

Collecte des références photo de l'environnement cible. Crée un blockout (formes simples) dans UE5 pour valider la composition et l'échelle. Avec Lumen, tu peux déjà tester l'éclairage à cette étape.

Étape 2 : Assets haute résolution

• Props : modélise dans Blender en high poly, exporte directement (Nanite gère la complexité)
• Matériaux : utilise des textures PBR (albedo, normal, roughness, metallic). Megascans (gratuit avec UE) est une mine d'or.
• Végétation : UE5 inclut un système de foliage compatible Nanite (depuis 5.3)

Étape 3 : Composition de la scène

Place les assets, ajuste les échelles. Utilise le World Partition pour les scènes open world (streaming automatique des sections).

Étape 4 : Éclairage avec Lumen

• Directional Light : le soleil (ou la lune). Active les Atmospheric Fog et le Sky Atmosphere pour un ciel réaliste.
• Point/Spot Lights : éclairage d'intérieur, lampes, néons
• Emissive materials : les surfaces lumineuses (écrans, enseignes) contribuent automatiquement à la GI avec Lumen
• Sky Light : capture l'éclairage ambiant du ciel

Étape 5 : Post-processing

Le Post Process Volume affine le rendu final :

• Exposure : auto-exposure pour simuler l'adaptation de l'œil humain
• Bloom : halo lumineux sur les sources de lumière forte
• Color grading : température de couleur, contraste, saturation
• Depth of field : flou d'arrière-plan cinématique
• Motion blur : flou de mouvement (à doser avec parcimonie)

Étape 6 : Optimisation

• Active Nanite sur tous les static meshes complexes
• Vérifie les performances avec stat fps, stat unit et le GPU Profiler
• Objectif : 30 FPS stable minimum pour une expérience en temps réel, 60 FPS pour le jeu
• Utilise le DLSS/FSR pour gagner 30 à 50 % de FPS sans perte visuelle significative

Nanite fonctionne-t-il sur les personnages ?

Pas encore dans UE 5.4. Epic a annoncé un support expérimental pour les Skeletal Meshes dans les versions futures. Pour l'instant, utilise les LODs traditionnels pour les personnages animés.

Lumen remplace-t-il le ray tracing matériel ?

Lumen utilise optionnellement le ray tracing hardware pour améliorer la qualité. En mode software, il fonctionne sans carte RTX. Pour la majorité des projets, le software Lumen suffit. Le hardware Lumen est un bonus visuel.

Peut-on utiliser Nanite et Lumen pour un jeu mobile ?

Non. Nanite et Lumen sont conçus pour PC et consoles de salon. Pour le mobile, UE5 propose d'autres solutions (Forward Rendering, baked lighting). La comparaison Unity vs Unreal détaille les cas d'usage par plateforme.

Quel PC faut-il pour développer avec Nanite et Lumen ?

Minimum : RTX 3060 / RX 6700 XT, 32 Go RAM, SSD NVMe. Recommandé : RTX 4070+ / RX 7800 XT+, 64 Go RAM. Le SSD est crucial pour le streaming Nanite — un HDD sera un goulot d'étranglement permanent. Consulte nos configs PC gaming 2026 pour des builds adaptées.