คู่มือเกี่ยวกับโกลบอลอิลลูมิเนชัน

ทำความเข้าใจกับโกลบอลอิลลูมิเนชัน

โกลบอลอิลลูมิเนชันคือฟีเจอร์ที่เลียนแบบวิธีการตอบสนองของแสงต่อพื้นผิวในโลกความจริง โดยนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมแบบเสมือน โดยปกติแล้วนักออกแบบเกมต้องใช้การจัดแสงทางตรงเพื่อให้แสงจากแหล่งกำเนิดส่องไปยังตัววัตถุโดยตรง ซึ่งทำให้เกิดเงาบางส่วนขึ้น แต่ก็ยังไม่ดูสมจริงมากนัก

เมื่อใช้งานเทคนิคโกลบอลอิลลูมิเนชัน นักออกแบบจะสามารถใช้แสงทางอ้อมเพื่อกระเจิงแสงเมื่อแสงเกิดการตกกระทบบนพื้นผิว ฟีเจอร์นี้ช่วยสร้างลักษณะการตกกระทบที่มีความซับซ้อน ซึ่งมีรายละเอียดและความสมจริงมากขึ้นกว่าเดิม นี่จึงเป็นสาเหตุว่าทำไมเกมที่ใช้ GI จึงมีสภาพแวดล้อมที่น่าเชื่อและให้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติแบบเต็มอรรถรส

ตัวอย่างเช่น โกลบอลอิลลูมิเนชันสามารถสร้างความแตกต่างในสถานการณ์ต่อไปนี้ได้ดังนี้

• แสงที่ตกกระทบในห้องจากทางหน้าต่าง
• แสงที่มีลักษณะเป็นจุดๆ เมื่อส่องผ่านใบไม้ในป่า
• แสงที่เกิดการสะท้อนจากผิวน้ำในทะเลสาบ

เทคนิคโกลบอลอิลลูมิเนชัน

มีเทคนิคโกลบอลอิลลูมิเนชันจำนวนมากที่คุณสามารถใช้ในการเรนเดอร์ได้ เช่น

• การแผ่รังสี เทคนิคนี้จะแบ่งพื้นผิวออกเป็นพื้นที่ที่เล็กลง โดยใช้การกระจายแสงระหว่างพื้นที่เหล่านี้เพื่อสร้างการไล่ระดับแสงที่นุ่มนวลขึ้นสำหรับแสงที่ตกกระทบระหว่างวัตถุในฉาก
• Photon Mapping เทคนิค GI นี้จะยิงอนุภาคของแสงจากแหล่งกำเนิดแสงและจัดเก็บไว้ใน Map ในขณะที่อนุภาคเคลื่อนที่ในฉาก ซึ่งจำเป็นต้องใช้กำลังในการประมวลผลที่สูง แต่สร้างการสะท้อนที่สมจริงออกมาได้
• GI แบบประมวลผลล่วงหน้า โกลบอลอิลลูมิเนชันแบบประมวลผลล่วงหน้าจะมีการคำนวณไว้ล่วงหน้าและมีการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งมักเก็บในรูปแบบของ Lightmap โดยนักออกแบบจะนำไปวางทับบนพื้นผิวของเกมในระหว่างการเรนเดอร์แบบเรียลไทม์ เทคนิคนี้มีความรวดเร็วในระหว่างการเล่นเกม แต่ยังจัดการกับวัตถุที่เคลื่อนไหวได้ไม่ดีนัก
• GI แบบไดนามิก โกลบอลอิลลูมิเนชันแบบไดนามิกจะคำนวณแสงแบบเรียลไทม์ จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างสภาพแวดล้อมที่มีวัตถุเคลื่อนไหวให้มีความสมจริง

โกลบอลอิลลูมิเนชันเทียบกับ Ray Tracing

ทั้งโกลบอลอิลลูมิเนชันและ Ray Tracing ต่างก็ช่วยสร้างการจัดแสงที่สมจริง แต่ว่าทั้งสองอย่างนี้ก็ไม่เหมือนกันเสียทีเดียว ยังมีความแตกต่างกันอยู่ในแง่ของ

• วิธีการ GI ใช้การแผ่รังสีและ Photon Mapping เพื่อกระจายแสงระหว่างพื้นผิว แต่ Ray Tracing จะใช้วิธีที่ต่างออกไปโดยการยิงรังสีจากกล้องเพื่อดูว่ารังสีชนกับแหล่งกำเนิดแสงใด
• ประสิทธิภาพการทำงาน GI ใช้กำลังในการประมวลผลสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์แบบเรียลไทม์ ด้วยเหตุนี้นักออกแบบส่วนใหญ่จึงเลือกใช้ GI แบบประมวลผลล่วงหน้า นอกจากนี้ Ray Tracing ยังมีค่าใช้จ่ายในการประมวลผลที่สูง จึงมักนิยมใช้กับ CGI สำหรับภาพยนตร์และทีวีเสียมากกว่า

โกลบอลอิลลูมิเนชันทำให้โมเดลดูสมจริงมากขึ้นโดยการจำลองแสงทางอ้อม แต่ว่าเทคนิคนี้อาจใช้ไม่ได้กับเกมแบบเรียลไทม์เสมอไป เนื่องจากต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก

นอกจากนี้ Ray tracing ยังทำฉากที่สมจริงโดยการจำลองการสะท้อนและเงาที่นุ่มนวล ในอดีตที่ผ่านมา การทำ Ray Tracing ต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก แต่ด้วยนวัตกรรมใหม่จึงสามารถใช้ Ray Tracing สำหรับการเรนเดอร์แบบเรียลไทม์ได้แล้ว

ทั้งสองเทคนิคนี้อาจฟังดูคล้ายกัน แต่นั่นเป็นเพราะว่าทั้งสองอย่างนี้มีการนำมาใช้ร่วมกันอยู่บ่อยครั้ง โดยทั่วไปแล้ว Ray Tracing มักนำมาใช้เพื่อประมวลผลโกลบอลอิลลูมิเนชัน ดังนั้นจึงมีโอกาสที่นักออกแบบจะได้เห็นเครื่องมือที่รวมการใช้งานของ GI และ Ray Tracing ได้มากขึ้นในอนาคต

โกลบอลอิลลูมิเนชันในการออกแบบวิดีโอเกม

โกลบอลอิลลูมิเนชันได้ผลักดันขีดจำกัดของความเป็นไปได้ในการออกแบบวิดีโอเกม ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อ

• สร้างสภาพแวดล้อมที่ดูสมจริงโดยการเพิ่มแหล่งกำเนิดแสงทางตรงและแสงตกกระทบ
• ทำให้ตัวละครดูกลมกลืนไปกับสภาพแวดล้อมต่างๆ อย่างเป็นธรรมชาติโดยการควบคุมแสงโดยรอบ
• สร้างแหล่งกำเนิดแสงแบบไดนามิกแบบเรียลไทม์

เกมสมัยใหม่อย่าง The Witcher 3: Wild Hunt, Red Dead Redemption 2 และ Uncharted 4 คือตัวอย่างที่ดีของการใช้โกลบอลอิลลูมิเนชันในการสร้างโลกเสมือนที่น่าทึ่ง แม้ว่าโกลบอลอิลลูมิเนชันจะสามารถสร้างวิดีโอเกมที่เหมือนจริงขึ้นได้ แต่ก็ยังจำเป็นต้องใช้ทรัพยากรในการประมวลผลจำนวนมาก ซึ่งใช่ว่าทุกฮาร์ดแวร์จะรองรับการประมวลผลเช่นนี้ได้

ค้นพบศักยภาพของแสง: ลดความซับซ้อนของกระบวนการโกลบอลอิลลูมิเนชันด้วย Adobe Substance 3D

โกลบอลอิลลูมิเนชันช่วยให้สภาพแวดล้อมแบบเสมือนดูสมจริงขึ้น เทคนิคนี้ช่วยสร้างบรรยากาศที่จะทำให้เหล่าเกมเมอร์ได้ดื่มด่ำกับเนื้อเรื่องในทันทีผ่านการจัดแสงตกกระทบทางอ้อมที่ชาญฉลาด

แม้ว่าจะมีความท้าทายในการใช้งานอยู่บ้าง แต่ GI ก็ถือเป็นเครื่องมือที่ดีเยี่ยมสำหรับการออกแบบ 3 มิติและวิดีโอเกม หากต้องการเห็นความแตกต่างด้วยตนเอง ลองใช้ Adobe Substance 3D Stager เพื่อทดลองใช้การเรนเดอร์โกลบอลอิลลูมิเนชันในโปรเจกต์ของคุณเอง