En vejledning i global illumination.

Forstå global illumination.

Global illumination er en metode, der efterligner den måde, hvorpå lyset interagerer med overflader i den virkelige verden i et virtuelt miljø. Traditionelt skulle spildesignere bruge direkte belysning til at belyse objekter fra en direkte kilde, der kaster nogle skygger, men ikke ser særligt realistisk ud.

Med globale illuminationsteknikker kan designere bruge indirekte belysning, der spreder lys, når det rammer en overflade. Denne funktion skaber komplekse interaktioner, der er langt mere avancerede og realistiske. Det er grunde til at spil, der anvender GI, har meget mere overbevisende omgivelser, der virker naturlige og inddragende.

For eksempel kan global illumination gøre en forskel i de følgende scenarier:

• Tilbagekastning af lys gennem et rum fra et vindue
• Plettet lys gennem træernes blade i en skov
• Reflekterende lys fra overfladen på en sø

Teknikker til global illumination.

Der findes mange teknikker til global illumination, du kan bruge til rendering, f.eks.:

• Radiositet. Denne teknik deler overfladerne ind i mindre arealer. Den spreder lys mellem disse arealer for at skabe en blødere overgang af lys, der kastes tilbage mellem objekter i en scene.
• Fotonkortlægning. Denne GI-metode skyder fotoner fra en lyskilde og lagrer dem i et kort, når de bevæger sig gennem scenen. Det kræver en masse computerkraft, men skaber realistiske refleksioner.
• Forudberegnet GI. Forudberegnet global illumination beregnes på forhånd og lagres, normalt som et lyskort. Designere lægger det ind over et spils tekstur under rendering i sand tid. Det er hurtigt, mens spillet køres, men håndterer ikke objekter i bevægelse godt.
• Dynamisk GI. Dynamisk global illumination beregner lys i sand tid, hvilket gør det perfekt til at skabe realistiske omgivelser med objekter i bevægelse.

Global illumination sammenlignet med ray tracing.

Både global illumination og ray tracing hjælper med at skabe realistisk belysning. Men de er ikke helt ens. De adskiller sig med hensyn til:

• Metodik. GI anvender radiositet og fotonkortlægning til at sprede lys mellem overflader. Modsat skyder ray tracing stråler fra et kamera for at se, hvilke lyskilder de rammer.
• Ydeevne. GI kræver en masse computerkraft, specielt til scenarier i sand tid. Derfor foretrækker designere forudberegnet GI. Ray tracing er desuden beregningsteknisk dyr, så det er mere populært med CGI til film og TV.

Global illumination gør modeller mere realistiske ved at simulere indirekte belysning. Men det er ikke altid muligt til spil i sand tid, da det kræver en hel del ressourcer.

Ray tracing skaber også realistiske scener ved at simulere refleksioner og bløde skygger. Historisk set, krævede det en hel del ressourcer at udføre ray tracing, selv om nye innovationer har gjort det muligt at bruge det til rendering i sand tid.

Disse to teknikker minder måske om hinanden, og det er fordi de ofte overlapper hinanden. Ray tracing anvendes typisk til at beregne global illumination, så det er sandsynligt, at designere vil opleve flere værktøjer, der kombinerer GI og ray tracing i fremtiden.

Global illumination inden for videospildesign.

Global illumination skubber grænserne for, hvad der er muligt inden for videospildesign. Det kan anvendes til at:

• Skabe realistiske omgivelser ved at tilføje direkte og indirekte lyskilder
• Få figurer til at indgå naturligt i forskellige miljøer ved at manipulere omgivelsesbelysning
• Generere dynamiske lyskilder i sand tid

Moderne spil som The Witcher 3: Wild Hunt, Red Dead Redemption 2 og Uncharted 4 er gode eksempler på, hvordan man har brugt global illumination til at skabe imponerende virtuelle verdener. Men selvom global illumination kan skabe naturtro videospil, så kræver det en hel del computerkraft, og ikke al hardware understøtter dette.

Opdag lysets styrke: forenkling af global illumination med Adobe Substance 3D.

Global illumination bringer liv i virtuelle omgivelser. Det skaber en atmosfære, der øjeblikkeligt fordyber gamere i en historie gennem dygtigt lavet indirekte belysning.

Selvom GI har sine udfordringer, er det et fantastisk værktøj til 3D og videospildesign. For selv at se forskellen skal du begynde at bruge Adobe Substance 3D Stager til at eksperimentere med rendering af global oplysning i dine egne projekter.