Opas globaaliin valaistukseen

Globaalin valaistuksen ymmärtäminen

Globaali valaistus on toiminto, joka jäljittelee valon vuorovaikutusta todellisen maailman pintojen kanssa virtuaalisessa ympäristössä. Perinteisesti pelisuunnittelijoiden on täytynyt käyttää suoraa valaistusta objektien valaisuun suoraan lähteestä, jolloin syntyy varjoja, mutta lopputulos ei ole kovin realistinen.

Globaalien valaistustekniikoiden ansiosta suunnittelijat voivat käyttää epäsuoraa valaistusta, jossa valo hajautuu osuessaan pintaan. Tämä toiminto luo monimutkaista vuorovaikutusta, josta syntyy paljon tarkempi ja realistisempi vaikutelma. Tämän vuoksi GI:tä sisältävissä peleissä on uskottavammat ympäristöt, jotka tuntuvat luonnollisilta ja immersiivisiltä.

Globaali valaistus voi vaikuttaa esimerkiksi seuraaviin tilanteisiin:

• Ikkunasta tuleva valo hyppii kaikkialle huoneeseen.
• Puiden lehdet suodattavat metsän valoa.
• Valo heijastuu järven pinnasta.

Globaalit valaistustekniikat

Näköistyksessä voidaan käyttää monia globaalin valaistuksen tekniikoita, kuten seuraavia:

• Radiositeetti Tämä tekniikka jakaa pinnat pienempiin alueisiin. Se hajauttaa valon näiden alueiden välillä ja luo pehmeämmän valon, joka pomppii näkymän objekteissa.
• Fotonikartoitus Tässä GI-menetelmässä fotonit sinkoavat valonlähteestä ja tallentuvat karttaan, kun ne liikkuvat näkymän läpi. Menetelmä vaatii paljon laskentatehoa, mutta tuottaa realistisia heijastuksia.
• Esilaskettu GI Esilaskettu globaali valaistus lasketaan etukäteen ja tallennetaan, yleensä valaisukarttana. Suunnittelijat asettavat sen pelin tekstuurin päälle tosiaikaisen näköistyksen aikana. Menetelmä on nopea pelin aikana, mutta se ei käsittele liikkuvia objekteja hyvin.
• Dynaaminen GI Dynaaminen globaali valaistus laskee valon tosiaikaisesti, joten se sopii ihanteellisesti realististen ympäristöjen ja liikkuvien kohteiden luontiin.

Globaali valaistus vs. säteenjäljitys

Sekä globaali valaistus että säteenjäljitys auttavat luomaan realistisen valaistuksen. Ne eivät kuitenkaan ole sama asia. Ne eroavat toisistaan seuraavissa:

• Metodologia GI käyttää radiositeettia ja fotonikartoitusta ja hajauttaa valoa pintojen välillä. Säteenjäljitys puolestaan lähettää säteet kamerasta sen näkemistä varten, mihin valonlähteisiin ne osuvat.
• Suorituskyky GI vaatii paljon laskentatehoa, etenkin tosiaikaisissa skenaarioissa. Tämän vuoksi useimmat suunnittelijat valitsevat esilasketun GI:n. Säteenjäljitys kuluttaa myös paljon laskentatehoa, joten se on suositumpaa CGI:n kanssa elokuvissa ja televisiossa.

Globaali valaistus tekee malleista realistisempia simuloimalla epäsuoraa valoa. Se ei kuitenkaan ole aina toteutettavissa tosiaikaisissa peleissä, koska se vaatii paljon resursseja.

Säteenjäljitys tuottaa myös realistisia näkymiä simuloimalla heijastuksia ja pehmeitä varjoja. Aiemmin säteenjäljitys vaati paljon resursseja, vaikka uudet innovaatiot ovat tehneet sen käytöstä mahdollista tosiaikaisessa näköistyksessä.

Nämä kaksi tekniikkaa voivat kuulostaa samanlaisilta. Se johtuu siitä, että ne menevät usein päällekkäin. Säteenjäljitystä käytetään yleensä globaalin valaistuksen laskentaan, joten suunnittelijat saavat todennäköisesti tulevaisuudessa käyttöönsä lisää työkaluja, joissa GI ja säteenjäljitys yhdistyvät.

Globaali valaistus videopelien suunnittelussa

Globaali valaistus venyttää mahdollisuuksien rajoja videopelien suunnittelussa. Sitä voidaan käyttää seuraaviin:

• Realististen ympäristöjen luonti lisäämällä suoria ja epäsuoria valonlähteitä
• Hahmojen sekoittaminen luonnollisesti eri ympäristöihin käsittelemällä yleistä valaistusta
• Dynaamisten valonlähteiden generointi tosiajassa

Modernit pelit, kuten The Witcher 3: Wild Hunt, Red Dead Redemption 2 ja Uncharted 4, ovat hyviä esimerkkejä globaalin valaistuksen käytöstä upeiden virtuaalimaailmojen luontiin. Vaikka globaalilla valaistuksella voidaan luoda todentuntuisia videopelejä, se vaatii kuitenkin paljon laskentaresursseja, eivätkä kaikki laitteistot tue sitä.

Tutustu valon voimaan: globaalin valaistuksen yksinkertaistaminen Adobe Substance 3D:llä.

Globaali valaistus herättää virtuaaliset ympäristöt eloon. Se luo ovelalla epäsuoralla valaistuksella tunnelman, joka saa pelaajat uppoutumaan tarinaan välittömästi.

Vaikka GI:llä on haasteensa, se on hieno työkalu 3D:n ja videopelien suunnitteluun. Näet eron itse, kun alat käyttää Adobe Substance 3D Stageriä kokeiluihin globaalin valaistuksen näköistyksellä omissa projekteissasi.