Посібник з глобального освітлення.

Ознайомлення з глобальним освітленням.

Глобальне освітлення – це функція, яка у віртуальному середовищі імітує взаємодію світла з поверхнями в реальному світі. Традиційно дизайнерам ігор доводилося використовувати пряме світло для освітлення обʼєктів від прямого джерела, що відкидає тіні, але має не дуже реалістичний вигляд.

Завдяки методам глобального освітлення дизайнери можуть використовувати непряме освітлення, яке розсіює світло, коли воно потрапляє на поверхню. Цією функцією створюється складна взаємодія, яка є набагато заплутанішою та реалістичнішою. У цьому полягає відповідь на запитання, чому ігри із застосуванням GI мають переконливіше середовище, яке відчувається як справжнє та захоплює увагу користувачів.

Наприклад, глобальне освітлення може значно покращити такі сценарії:

• Розсіювання світла від вікна по всій кімнаті
• Сяйво, що проникає крізь листя дерев у лісі
• Відбиття світла від поверхні озера

Методи глобального освітлення.

Є багато методів глобального освітлення, які можна використовувати для візуалізації, зокрема:

• М’яке напівтонове освітлення. У цьому методі поверхні розділяються на менші ділянки. Світло розсіюється між цими ділянками, створюючи мʼякий градієнт світла, що відбивається від обʼєктів у сцені.
• Фотонне відображення. У цьому методі GI фотони вистрілюються від джерела світла й зберігаються на мапі під час їх переміщення по сцені. Для нього вимагаються значні обчислювальні потужності, але в результаті створюються реалістичні відображення.
• Попередньо розраховане GI. Попередньо розраховане глобальне освітлення обчислюється заздалегідь і зберігається зазвичай у вигляді мапи освітлення. Дизайнери накладають його на текстуру гри під час візуалізації в реальному часі. Таке освітлення забезпечує високу швидкодію під час гри, але не забезпечує повноцінну обробку рухомих обʼєктів.
• Динамічне GI. За динамічного глобального освітлення розрахунки відбуваються в реальному часі, що робить його ідеальним для створення реалістичних середовищ із рухомими обʼєктами.

Глобальне освітлення проти трасування променів.

Глобальне освітлення та трасування променів допомагають створювати реалістичне освітлення. Однак вони не зовсім однакові. Вони відрізняються за:

• Методологією. У GI використовується мʼяке напівтонове освітлення та фотонне відображення для розсіювання світла між поверхнями. Крім того, під час трасування променів вони вистрілюються з камери, щоб побачити, на які джерела світла потрапляють.
• Швидкодія. Для GI потрібні значні обчислювальні потужності, особливо для сценаріїв у реальному часі. Саме тому більшість дизайнерів обирають попередньо розраховане GI. Трасування променів також вимагає значних обчислювальних витрат, тому воно більш популярне із CGI для кіно й телебачення.

Глобальне освітлення робить моделі більш реалістичними завдяки імітації непрямого освітлення. Однак це не завжди можливо для ігор у реальному часі, оскільки вимагає значних ресурсів.

Трасування променів також створює реалістичні сцени завдяки імітації відображень і мʼяких тіней. Раніше трасування променів займало багато ресурсів, утім інновації дали змогу використовувати його для візуалізації в реальному часі.

Ці два методи можуть здатися схожими, і це тому, що вони часто застосовуються одночасно. Трасування променів зазвичай використовується для розрахунку глобального освітлення, тому цілком імовірно, що в майбутньому на дизайнерів чекає більше інструментів, де поєднуються GI і трасування променів.

Глобальне освітлення в дизайні відеоігор.

Глобальне освітлення розширює межі можливого в дизайні відеоігор. Можливі способи використання:

• Створення реалістичних середовищ через додавання джерел прямого та непрямого освітлення
• Забезпечення органічної відповідності персонажів різним середовищам завдяки регулюванню навколишнього освітлення
• Створення динамічних джерел світла в режимі реального часу

Сучасні ігри, як-от The Witcher  3: Wild Hunt, Red Dead Redemption  2 та Uncharted  4, є чудовими прикладами використання глобального освітлення для створення приголомшливих віртуальних світів. Однак, хоча за допомогою глобального освітлення можна створювати реалістичні відеоігри, для нього вимагаються значні обчислювальні ресурси, і не всі компʼютери це підтримують.

Відкрийте для себе силу світла: спростіть використання глобального освітлення за допомогою Adobe Substance 3D.

Глобальне освітлення оживляє віртуальні середовища. Воно створює атмосферу, яка миттєво занурює гравців в ігровий сценарій завдяки розумному непрямому освітленню.

Незважаючи на те що застосування GI характеризується певними складнощами, це чудовий інструмент для 3D-дизайну та дизайну відеоігор. Щоб побачити різницю на власні очі, почніть користуватися Adobe Substance 3D Stager і поекспериментуйте з візуалізацією глобального освітлення у власних проєктах.