Sprievodca globálnym osvetľovaním

Pochopenie globálneho osvetlenia

Globálne osvetlenie je funkciou, ktorá vo virtuálnom prostredí simuluje interakciu svetla s povrchmi v reálnom svete. Návrhári hier predtým museli využívať priame osvetlenie na ilumináciu objektov z priameho zdroja, ktoré vrhá určitý tieň, ale nepôsobí veľmi realisticky.

Teraz existujú techniky globálneho osvetlenia a návrhári môžu využívať nepriame osvetlenie, ktoré pri dotyku s povrchom svetlo rozptyľuje. Vďaka tejto funkcii sú interakcie komplexnejšie, detailnejšie a realistickejšie. Práve preto majú hry využívajúce GI oveľa presvedčivejšie prostredia, ktoré pôsobia prirodzene a pútavo.

Globálne osvetlenie môže priniesť zmenu napríklad v týchto scenároch:

• odraz svetla od okna cez celú miestnosť;
• polotieň, ktorý vrhajú listy stromov v lese;
• odraz svetla z povrchu jazera.

Techniky globálneho osvetlenia

Na vykreslenie môžete využívať množstvo techník globálneho osvetlenia. Uvádzame niekoľko príkladov:

• Radiozita. Touto technikou sa povrchy rozdeľujú do menších oblastí. Medzi týmito oblasťami rozptyľuje svetlo, aby vznikol hladší prechod svetla, ktoré sa odráža medzi objektmi v scéne.
• Mapovanie fotónov. Táto metóda GI vymršťuje fotóny zo svetelného zdroja a ukladá ich do mapy podľa toho, ako sa pohybujú po scéne. Táto technika vyžaduje veľký výpočtový výkon, no vytvára realistické odrazy.
• Vopred vypočítané GI. Globálne osvetlenie sa vopred vypočíta a uloží, zvyčajne v podobe svetelnej mapy. Návrhári ho počas vykresľovania v reálnom čase umiestnia na textúru hry. V priebehu hry je rýchle, no pohyblivé objekty mu robia problém.
• Dynamické GI. Dynamické globálne osvetlenie vypočítava svetlo v reálnom čase, a preto je ideálne na tvorbu realistických prostredí s pohyblivými objektmi.

Globálne osvetlenie vs. sledovanie lúčov

Globálne osvetlenie aj sledovanie lúčov pomáhajú vytvoriť realistické osvetlenie. Tieto techniky nie sú však úplne rovnaké. Líšia sa v týchto aspektoch:

• Metodika. GI využíva radiozitu a mapovanie fotónov, čím sa svetlo rozptýli medzi povrchy. Na druhej strane, pri sledovaní lúčov sa vymršťujú lúče z fotoaparátu, aby sa zistilo, ktoré svetelné zdroje zasiahli.
• Výkon. GI vyžaduje veľký výpočtový výkon, najmä pri scenároch v reálnom čase. Väčšina návrhárov preto uprednostňuje vopred vypočítané GI. Sledovanie lúčov je takisto z hľadiska výpočtového výkonu náročné, takže sa spolu s CGI uprednostňuje pri filmoch a televízii.

Modely sú vďaka globálnemu osvetleniu realistickejšie, keďže sa simuluje nepriame osvetlenie. Pri hrách v reálnom čase sa nedá vždy použiť, lebo si vyžaduje množstvo zdrojov.

Sledovanie lúčov tiež zabezpečuje realistické scény simuláciou odrazov a jemných tieňov. V minulosti si sledovanie lúčov vyžadovalo množstvo zdrojov, vykresľovanie v reálnom čase však uľahčili inovácie.

Tieto dve techniky sa môžu na pohľad podobať, a to aj preto, že sa často prelínajú. Sledovanie lúčov sa zvyčajne používa na vypočítanie globálneho osvetlenia, takže je pravdepodobné, že návrhári budú mať v budúcnosti k dispozícii viac nástrojov, ktoré kombinujú GI a sledovanie lúčov.

Globálne osvetlenie v dizajne videohier

Globálne osvetlenie posúva hranice toho, čo je možné v dizajne videohier. Môže sa používať na:

• vytváranie realistických prostredí prostredníctvom doplnenia zdrojov priameho a nepriameho svetla,
• prirodzené zasadzovanie postáv do rozličných prostredí úpravou osvetlenia prostredia,
• vytváranie dynamických svetelných zdrojov v reálnom čase.

Vynikajúcimi príkladmi použitia globálneho osvetlenia na vytvorenie ohromujúcich virtuálnych svetov sú moderné hry, ako je The Witcher 3: Wild Hunt, Red Dead Redemption 2 a Uncharted 4. Aj keď globálne osvetlenie môže pomôcť vytvárať realistické videohry, vyžaduje si veľa výpočtových zdrojov a nezvládne to každý hardvér.

Objavte silu svetla: zjednodušenie globálneho osvetlenia aplikáciou Adobe Substance 3D

Globálne osvetlenie vnáša život do virtuálnych prostredí. Vytvára atmosféru, ktorá okamžite pohlcuje hráčov a pomocou šikovného nepriameho osvetlenia ich vnára do príbehu.

Hoci GI má svoje nedostatky, aj tak predstavuje skvelý nástroj na 3D dizajn a dizajn videohier. Ak chcete rozdiel zažiť na vlastnej koži, vyskúšajte Adobe Substance 3D Stager a experimentujte s vykresľovaním globálneho osvetlenia vo vlastných projektoch.