Um guia para iluminação global.

O que é a iluminação global?

Iluminação global é uma técnica que simula como a luz interage com as superfícies no mundo real dentro de um ambiente virtual. Antigamente, os designers de jogos usavam a iluminação direta para iluminar objetos de uma fonte direta, o que resultava em algumas sombras, mas não proporcionava um aspecto muito realista.

Com técnicas de iluminação global, os designers podem usar iluminação indireta, onde a luz se dispersa ao atingir uma superfície. Esse recurso cria interações complexas muito mais detalhadas e realistas. É por isso que os jogos que fazem uso da iluminação global apresentam ambientes mais convincentes, naturais e imersivos.

Por exemplo, a iluminação global pode fazer toda a diferença nos seguintes cenários:

• A luz de uma janela rebatendo por toda a sala
• Luz filtrada através das folhas das árvores de uma floresta
• Reflexão da luz na superfície de um lago

Técnicas de iluminação global.

Existem diversas técnicas de iluminação global que podem ser usadas para renderização, tais como:

• Radiosidade. Essa técnica divide as superfícies em áreas menores e difunde a luz entre elas, criando um gradiente mais suave de luz refletida na cena.
• Mapeamento de fótons. Esse método de iluminação global dispara fótons de uma fonte de luz e os armazena em um mapa à medida que se movem pela cena. Embora exija uma grande capacidade de processamento, essa técnica produz reflexos realistas.
• Pré-cálculo de iluminação global. O pré-cálculo da iluminação global é feito antecipadamente e armazenado, geralmente como um mapa de luz. Os designers aplicam isso à textura do jogo durante a renderização em tempo real. É rápido durante o jogo, mas pode apresentar dificuldades com objetos em movimento.
• Iluminação global dinâmica. A iluminação global dinâmica calcula a luz em tempo real, sendo ideal para criar ambientes realistas com objetos em movimento.

Iluminação global versus traçado de raios.

Tanto a iluminação global quanto o traçado de raios ajudam a criar uma iluminação realista. No entanto, não são exatamente iguais. São diferentes nestes aspectos:

• Metodologia. A iluminação global usa radiosidade e mapeamento de fótons para difundir a luz entre superfícies. O traçado de raios dispara raios de uma câmera para determinar quais fontes de luz eles alcançam.
• Desempenho. Como a iluminação global exige muito poder de processamento, especialmente para cenários em tempo real, a maioria dos designers prefere utilizar o pré-cálculo de iluminação global. O traçado de raios é conhecido por seu custo computacional elevado, tornando-se uma escolha preferencialmente utilizada em CGI para produções cinematográficas e televisivas.

A iluminação global aumenta o realismo dos modelos ao simular a iluminação indireta. No entanto, sua aplicação em jogos em tempo real nem sempre é viável devido à alta demanda por recursos.

O traçado de raios também cria cenas realistas simulando reflexos e sombras suaves. No passado, o traçado de raios exigia uma quantidade considerável de recursos, mas, graças às inovações recentes, tornou-se viável para renderização em tempo real.

As duas técnicas podem parecer semelhantes, já que frequentemente se entrelaçam em suas aplicações. O traçado de raios é usado para calcular a iluminação global, portanto os designers podem esperar mais ferramentas que combinem essas técnicas no futuro.

Iluminação global no design de videogames.

A iluminação global ultrapassa os limites do que é possível quando se trata de design de videogames. Pode ser usada para:

• Criar ambientes realistas adicionando fontes de luz direta e indireta
• Fazer com que os personagens se integrem organicamente em ambientes variados, manipulando a iluminação ambiente
• Gerar fontes de luz dinâmicas em tempo real

Jogos modernos como The Witcher 3: Wild Hunt, Red Dead Redemption 2 e Uncharted 4 são ótimos exemplos de uso da iluminação global para criar mundos virtuais impressionantes. No entanto, embora a iluminação global possa criar jogos de videogame realistas, ela exige muitos recursos computacionais, e nem todo hardware será compatível.

Descubra o poder da luz: a iluminação global de maneira simples com o Adobe Substance 3D.

A iluminação global dá vida aos ambientes virtuais. Ela cria uma ambientação que imediatamente imerge os jogadores em uma história através de uma iluminação indireta inteligente.

Apesar dos desafios apresentados pela iluminação global, ela é uma ferramenta valiosa para o design 3D e de jogos. Para ver a diferença em primeira mão, comece a usar o Adobe Substance 3D Stager para testar a renderização de iluminação global em seus projetos.