Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

In Erwartung der PS5 und des Project Scarlett, die Raytracing unterstĂŒtzen werden, habe ich ĂŒber das Licht in Spielen nachgedacht. Ich fand ein Material, in dem der Autor erklĂ€rt, was Licht ist, wie es das Design beeinflusst, das Gameplay, die Ästhetik und das Erlebnis verĂ€ndert. Alles wird mit Beispielen und Screenshots illustriert. WĂ€hrend des Spiels fĂ€llt einem das oft nicht sofort auf.

EinfĂŒhrung

Licht ist nicht nur notwendig, damit der Spieler die Szene erkennen kann (obwohl das sehr wichtig ist). Licht beeinflusst die Emotionen. Viele Lichttechniken in Theater, Film und Architektur werden eingesetzt, um die emotionale Komponente zu verstĂ€rken. Warum sollten diese Prinzipien nicht von Game-Designern ĂŒbernommen werden? Die Verbindung zwischen dem Bild und der emotionalen Reaktion bietet ein weiteres mĂ€chtiges Werkzeug, das bei der Arbeit mit Charakteren, Narrativen, Sound, Spielmechaniken und so weiter hilft. Dabei ermöglicht die Interaktion von Licht mit der OberflĂ€che, Helligkeit, Farbe, Kontrast, Schatten und andere Effekte zu beeinflussen. All dies bildet die Grundlage, die jeder Designer beherrschen sollte.

Ziel dieses Materials ist es, zu bestimmen, wie das Lichtdesign die Ästhetik eines Spiels und das Benutzererlebnis beeinflusst. Wir werden die Natur des Lichts und dessen Verwendung in anderen Kunstbereichen untersuchen, um seine Rolle in Videospielen zu analysieren.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Schwanensee, Alexander Ekman

I — Die Natur des Lichts

„Raum, Licht und Ordnung. Das sind die Dinge, die Menschen ebenso dringend benötigen wie ein StĂŒck Brot oder ein Dach ĂŒber dem Kopf“, — Le Corbusier.

NatĂŒrliches Licht fĂŒhrt und begleitet uns seit unserer Geburt. Es ist unerlĂ€sslich und bestimmt unseren natĂŒrlichen Rhythmus. Licht steuert die Prozesse unseres Körpers und beeinflusst die biologische Uhr. Lassen Sie uns klĂ€ren, was Lichtstrom, LichtintensitĂ€t, Farbe und Brennpunkte sind. Dann werden wir verstehen, woraus Licht besteht und wie es sich verhĂ€lt.

1 — Was das menschliche Auge sieht

Licht ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums, das vom Auge wahrgenommen wird. In diesem WellenlĂ€ngenbereich liegt er zwischen 380 und 780 nm. TagsĂŒber unterscheiden wir Farben dank der Zapfen, und nachts nutzt das Auge die StĂ€bchen, sodass wir nur Graustufen sehen.

Die grundlegenden Eigenschaften des sichtbaren Lichts sind Richtung, IntensitÀt, Frequenz und Polarisation. Im Vakuum betrÀgt seine Geschwindigkeit 300.000.000 m/s, und dies ist eine der fundamentalen physikalischen Konstanten.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Sichtbares elektromagnetisches Spektrum

2 — Ausbreitungsrichtung

Im Vakuum gibt es keine Materie, und Licht breitet sich geradlinig aus. Es verhÀlt sich jedoch anders, wenn es auf Wasser, Luft und andere Substanzen trifft. Bei Kontakt mit einer Substanz wird ein Teil des Lichts absorbiert und in WÀrmeenergie umgewandelt. Beim Auftreffen auf transparentes Material wird ebenfalls ein Teil des Lichts absorbiert, wÀhrend der Rest hindurchgeht. Von glatten OberflÀchen wie einem Spiegel wird das Licht reflektiert. Wenn die OberflÀche des Objekts uneben ist, wird das Licht gestreut.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusstWie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Richtung der Lichtausbreitung

3 — Grundlegende Eigenschaften

Lichtstrom. Die Menge an Licht, die von einer Lichtquelle emittiert wird.
Einheit der Messung: lm (Lumen).

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

LichtstÀrke. Die Menge an Licht, die in eine bestimmte Richtung transportiert wird.
Einheit der Messung: cd (Candela).

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

BeleuchtungsstÀrke. Die Menge des Lichtstroms, die auf eine OberflÀche fÀllt.
BeleuchtungsstĂ€rke = Lichtstrom (lm) / FlĂ€che (mÂČ).

MessgrĂ¶ĂŸe: lx (Lumen pro Quadratmeter).

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Helligkeit. Dies ist das einzige grundlegende Lichtmerkmal, das das menschliche Auge wahrnimmt. Einerseits berĂŒcksichtigt es die Helligkeit der Lichtquelle, andererseits die OberflĂ€che, was bedeutet, dass es stark von der Reflexion (Farbe und OberflĂ€che) abhĂ€ngt.
MessgrĂ¶ĂŸe: cd/mÂČ.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

4 – Farbtemperatur

Die Farbtemperatur wird in Kelvin gemessen und zeigt die Farbe einer bestimmten Lichtquelle an. Der britische Physiker William Kelvin erhitzte ein StĂŒck Kohle. Es wurde heiß und schimmerte in verschiedenen Farben, die unterschiedlichen Temperaturen entsprachen. ZunĂ€chst leuchtete die Kohle dunkelrot, aber beim Erhitzen wechselte die Farbe zu leuchtend gelb. Bei maximaler Temperatur wurde das ausgestrahlte Licht blĂ€ulich-weiß.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusstWie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
NatĂŒrliches Licht, 24 Stunden, Simon Leiky

II – Lichtdesign-Techniken

In diesem Abschnitt werden wir untersuchen, welche Beleuchtungspattern verwendet werden können, um die Ausdruckskraft von Inhalten/visuellen Elementen zu beeinflussen. Dazu bestimmen wir die Ähnlichkeiten und Unterschiede in den Beleuchtungstechniken, die von KĂŒnstlern und Lichtdesignern verwendet wurden.

1 – Chiaroscuro und Tenebrismus

Chiaroscuro ist eines der Konzepte der Kunsttheorie, das sich auf die Verteilung von LichtverhĂ€ltnissen bezieht. Damit werden TonĂŒbergĂ€nge dargestellt, um Volumen und Stimmung zu vermitteln. Georges de La Tour ist bekannt fĂŒr seine Arbeiten mit nĂ€chtlichem Chiaroscuro und Szenen, die im Licht von Kerzen brennen. Keiner seiner VorgĂ€nger hat solche ÜbergĂ€nge so meisterhaft dargestellt. Licht und Schatten spielen eine entscheidende Rolle in seinen Arbeiten und sind Teil der Komposition in den unterschiedlichsten und oft alternativen Variationen. Die Analyse von de La Tours GemĂ€lden hilft, das Licht und seine Eigenschaften zu verstehen.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Georges de La Tour "Die reuige Maria Magdalena", 1638-1643.

a — Hohe KontrastivitĂ€t

In diesem Bild hebt sich das helle Gesicht und die Kleidung vor dem dunklen Hintergrund hervor. Durch den hohen Kontrast der Töne wird die Aufmerksamkeit des Betrachters auf diesen Teil des Bildes konzentriert. In der RealitĂ€t wĂ€re ein solcher Kontrast nicht vorhanden. Der Abstand zwischen dem Gesicht und der Kerze ist grĂ¶ĂŸer als der zwischen der Kerze und den HĂ€nden. Dennoch sehen wir im Vergleich zum Gesicht, dass der Ton und der Kontrast der HĂ€nde gedĂ€mpft sind. Georges de La Tour nutzt verschiedene Kontraststufen, um die Aufmerksamkeit des Betrachters zu lenken.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

b — Kontur und Rhythmus des Lichts

Wegen des hohen Tonunterschieds entstehen in einigen Bereichen an den RĂ€ndern der Figur Konturen. Selbst in den dunklen Teilen des Bildes gefiel es dem KĂŒnstler, unterschiedliche Töne zu verwenden, um die Grenzen des Objekts zu betonen. Das Licht ist nicht auf einen Bereich konzentriert, sondern gleitet nach unten: vom Gesicht zu den FĂŒĂŸen.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

c — Lichtquelle

In den meisten Arbeiten von Georges de La Tour verwendet er Kerzen oder Lampen als Lichtquelle. Auf dem GemĂ€lde ist eine brennende Kerze zu sehen, aber wir wissen bereits, dass das Licht-Schatten-Spiel hier nicht davon abhĂ€ngt. Georges de La Tour platzierte das Gesicht auf einem dunklen Hintergrund und stellte die Kerze auf, um einen scharfen Übergang zwischen den Tönen zu schaffen. FĂŒr hohe Kontraste stehen helle Töne neben dunklen und erreichen so einen optimalen Effekt.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

d — Licht und Schatten als Komposition von geometrischen Figuren

Wenn wir Licht und Schatten in diesem Werk vereinfachen, sehen wir grundlegende geometrische Figuren. Die Einheit von hellen und dunklen Tönen bildet eine einfache Komposition. Sie vermittelt indirekt das GefĂŒhl von Raum, in dem die Position der Objekte und Figuren Vorder- und Hintergrund zeigt, was Spannung und Energie erzeugt.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

2 — Grundlegende kinematografische Beleuchtungstechniken

2.1 — Drei-Punkt-Beleuchtung

Eine der beliebtesten und erfolgreichsten Methoden zur Beleuchtung eines Objekts ist die Drei-Punkt-Beleuchtung, ein klassisches Hollywood-Schema. Diese Technik ermöglicht es, das Volumen des Objekts zu vermitteln.

Hauptbeleuchtung (Key Lighting, der Hauptlichtquelle)
In der Regel ist dies das stĂ€rkste Licht in jeder Szene. Es kann von ĂŒberall kommen, seine Quelle kann seitlich oder hinter dem Objekt liegen (Jeremy Birn „Digitale Beleuchtung und Rendering“).

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

FĂŒlllicht (Fill Lighting, also Licht zur Steuerung von Kontrasten)
Wie der Name schon sagt, wird es verwendet, um dunkle Bereiche, die durch das Hauptlicht entstehen, zu „fĂŒllen“ und zu beheben. FĂŒlllicht ist deutlich weniger intensiv und steht schrĂ€g zum Hauptlicht.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Hintergrundbeleuchtung (Backlighting, also Trennung des Hintergrunds)
Es wird verwendet, um das Volumen der Szene zu vermitteln. Es trennt das Objekt vom Hintergrund. Wie das FĂŒlllicht ist die Hintergrundbeleuchtung weniger intensiv und deckt eine grĂ¶ĂŸere FlĂ€che des Objekts ab.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

2.2 – Von unten

Durch die Bewegung der Sonne sind wir es gewohnt, Menschen aus jedem Winkel beleuchtet zu sehen, nur nicht von unten. Diese Art der Beleuchtung wirkt sehr ungewöhnlich.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„Frankenstein“, James Whale, 1931

2.3 – Von hinten

Das Objekt befindet sich zwischen der Lichtquelle und dem Zuschauer. Dadurch entsteht ein Leuchten um das Objekt, wÀhrend andere Teile im Schatten bleiben.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„E.T. – Der Außerirdische“, Steven Spielberg, 1982

2.4 – Von der Seite

Dieses Beleuchtungskonzept wird verwendet, um die Szene von der Seite zu beleuchten. Es erzeugt einen klaren Kontrast, der Texturen zeigt und die Konturen des Objekts betont. Diese Methode Àhnelt der Technik des Licht-Schatten-Spiels.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„Blade Runner“, Ridley Scott, 1982

2.5 — Praktische Beleuchtung

Dies ist das tatsÀchliche Licht in der Szene, d. h. Lampen, Kerzen, der Bildschirm eines Fernsehers und andere. Solches zusÀtzliches Licht kann verwendet werden, um die LichtintensitÀt zu erhöhen.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„Barry Lyndon“, Stanley Kubrick, 1975

2.6 — Reflektiertes Licht

Licht von einer starken Quelle wird mit einem Reflektor oder einer OberflĂ€che, z. B. WĂ€nden oder der Decke, gestreut. So wird eine grĂ¶ĂŸere FlĂ€che abgedeckt und das Licht verteilt sich gleichmĂ€ĂŸiger.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„The Dark Knight Rises“, Christopher Nolan, 2012

2.7 — Hartes und weiches Licht

Der Hauptunterschied zwischen hartem und weichem Licht ist die GrĂ¶ĂŸe der Lichtquelle im VerhĂ€ltnis zum Objekt. Die Sonne ist die grĂ¶ĂŸte Lichtquelle im Sonnensystem. Da sie jedoch 90 Millionen Kilometer entfernt ist, erscheint sie als kleine Lichtquelle. Sie erzeugt harte Schatten und damit hartes Licht. Wenn Wolken aufziehen, wird der gesamte Himmel zu einer riesigen Lichtquelle, und es wird schwieriger, die Schatten zu unterscheiden. Dadurch entsteht weiches Licht.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
3D-Beispiele mit LEGO, JoĂŁo Prada, 2017

2.8 — High und Low Key

High-Key-Beleuchtung wird verwendet, um sehr helle Szenen zu erzeugen. Sie ist oft fast ĂŒberbelichtet. Alle Lichtquellen sind ungefĂ€hr gleich stark.
Im Gegensatz zur High-Key-Beleuchtung ist die Low-Key-Szene stark abgedunkelt und kann eine starke Lichtquelle enthalten. Der Schwerpunkt liegt auf den Schatten, nicht auf dem Licht, um ein GefĂŒhl von Spannung oder Dramatik zu vermitteln.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
«THX 1138», George Lucas, 1971

2.9 — Motiviertes Licht (Motivated Lighting)

Diese Beleuchtung imitiert natĂŒrliches Licht – Sonnenlicht, Mondlicht, Straßenbeleuchtung und so weiter. Sie wird verwendet, um praktische Beleuchtung zu verstĂ€rken. Spezielle Techniken helfen, motiviertes Licht natĂŒrlich aussehen zu lassen, beispielsweise Filter (Gobo) zur Erzeugung des Effekts von verdunkelten Fenstern.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„Drive“, Nicolas Winding Refn, 2011

2.10 – Außenbeleuchtung

Das können Sonnenlicht, Mondlicht oder Straßenlichter sein, die in der Szene sichtbar sind.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
„Stranger Things. Staffel 3“, die Duffer-BrĂŒder, 2019

III – Grundlagen des Renderns

Level-Designer erkennen die Bedeutung der Beleuchtung und erreichen damit eine bestimmte Wahrnehmung der Szene. Um das Level zu beleuchten und die gewĂŒnschten visuellen Ziele zu erreichen, mĂŒssen sie statische Lichtquellen, deren Strahlungswinkel und Farben festlegen. Diese erzeugen eine bestimmte AtmosphĂ€re und notwendige Sichtbarkeit. Doch das ist nicht so einfach, denn die Beleuchtung hĂ€ngt von technischen Eigenschaften ab – wie zum Beispiel der Leistung des Prozessors. Daher gibt es zwei Arten von Beleuchtung: vorab berechnete Beleuchtung und Echtzeit-Rendering.

1 — Vorab berechnete Beleuchtung (Precomputed lighting)

Designer nutzen statische Beleuchtung, um die Eigenschaften der Beleuchtung fĂŒr jede Lichtquelle festzulegen – einschließlich ihrer Position, Winkel und Farbe. In der Regel ist es aufgrund der Leistung nicht möglich, globale Beleuchtung in Echtzeit zu implementieren.

Vorab berechnete statische globale Beleuchtung kann in den meisten Engines verwendet werden, einschließlich Unreal Engine und Unity. Die Engine "brennt" solche Beleuchtung in eine spezielle Textur, die als "Lichtkarte" (lightmap) bezeichnet wird. Diese Lichtkarten werden zusammen mit anderen Mapp-Dateien gespeichert, und die Engine greift beim Rendern der Szene auf sie zu.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Die gleiche Szene: ohne Beleuchtung (links), nur mit direkter Beleuchtung (mittig) und mit indirekter globaler Beleuchtung (rechts). Illustrationen aus Unity Learn

Neben Lightmaps gibt es Schattenkarten, die zur Erstellung von Schatten verwendet werden. Zuerst wird alles unter BerĂŒcksichtigung der Lichtquelle gerendert — diese erzeugt einen Schatten, der die Tiefeninformationen der Szene widerspiegelt. Die resultierende Tiefenkarte bezeichnet man als Schattenkarte. Sie enthĂ€lt Informationen ĂŒber den Abstand zwischen der Lichtquelle und den nĂ€chstgelegenen Objekten fĂŒr jedes Pixel. Anschließend erfolgt das Rendering, bei dem jedes Pixel der OberflĂ€che mit der Schattenkarte abgeglichen wird. Wenn der Abstand zwischen dem Pixel und der Lichtquelle grĂ¶ĂŸer ist als der in der Schattenkarte verzeichnete, befindet sich das Pixel im Schatten.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Algorithmus zur Anwendung der Schattenkarte. Illustration aus OpenGL-Tutorial

2 — Rendering in Echtzeit

Ein klassisches Beleuchtungsmodell fĂŒr Echtzeitanwendungen ist das Lambert-Modell (benannt nach dem Schweizer Mathematiker Johann Heinrich Lambert). Beim Rendering in Echtzeit sendet die GPU in der Regel Objekte einzeln. Diese Methode nutzt die Darstellung des Objekts (seine Position, Drehwinkel und Maßstab), um zu bestimmen, welche seiner FlĂ€chen gerendert werden mĂŒssen.

Bei Lambert-Beleuchtung strahlt Licht von jedem Punkt der OberflĂ€che in alle Richtungen aus. Dabei werden einige Feinheiten, wie Reflexionen (Artikel von Chandler Pralle), nicht berĂŒcksichtigt. Um die Szene realistischer zu gestalten, werden zusĂ€tzliche Effekte auf das Lambert-Modell angewendet – wie Glanzlichter.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Lambert-Shading am Beispiel einer SphÀre. Illustration aus den Materialien von Peter D'yachikhin.

Die meisten modernen Engines (Unity, Unreal Engine, Frostbite und andere) verwenden physikalisch korrekte Rendering-Techniken (Physically Based Rendering, PBR) und Shading (Artikel von Lucas Orsvarn). PBR-Shading bietet intuitivere und benutzerfreundlichere Methoden und Parameter zur Beschreibung der OberflĂ€che. In Unreal Engine verfĂŒgen PBR-Materialien ĂŒber folgende Parameter:

  • Base Color (Basisfarbe) – die tatsĂ€chliche Textur der OberflĂ€che.
  • Roughness (Rauigkeit) – wie uneben die OberflĂ€che ist.
  • Metallic (MetallizitĂ€t) – ob die OberflĂ€che aus Metall besteht.
  • Specular (SpiegelausprĂ€gung) – der Umfang der Glanzlichter auf der OberflĂ€che.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Ohne PBR (links), mit PBR (rechts). Illustrationen aus dem Meta 3D Studio.

Es gibt jedoch einen weiteren Ansatz zur Bilddarstellung – die Raytracing-Technologie. Diese wurde zuvor aufgrund von Leistungs- und Optimierungsproblemen nicht in Betracht gezogen. Sie fand lediglich in der Film- und Fernsehbranche Anwendung. Doch mit der EinfĂŒhrung der nĂ€chsten Grafikkartengeneration kann dieser Ansatz nun auch in Videospielen eingesetzt werden.

Raytracing ist eine Rendering-Technologie, die realistischere Licht- und Schatteneffekte erzeugt. Sie simuliert die Lichtausbreitung in einer realen Umgebung. Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle ausgestrahlt werden, verhalten sich wie Photonen. Sie reflektieren sich in alle Richtungen von OberflĂ€chen. Wenn sie die Kamera erreichen, ĂŒbermitteln die reflektierten oder direkten Strahlen visuelle Informationen ĂŒber die OberflĂ€che, von der sie sich reflektiert haben (zum Beispiel deren Farbe). Viele Projekte, die auf der E3 2019 vorgestellt wurden, werden diese Technologie unterstĂŒtzen.

3 – Arten von Lichtquellen

3.1 – Punktlichtquelle (Point Light)

Sie strahlt Licht in alle Richtungen aus, wie eine gewöhnliche GlĂŒhbirne im echten Leben.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Dokumentation von Unreal Engine

3.2 – Spotlichtquelle (Spot Light)

Strahlt Licht aus einem Punkt aus, wobei das Licht wie ein Kegel verbreitet wird. Ein Beispiel aus dem wirklichen Leben: eine Taschenlampe.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Dokumentation von Unreal Engine

3.3 — Lichtquelle mit FlĂ€che (Area light)

Strahlt direkte Lichtstrahlen aus einer bestimmten Form (zum Beispiel Rechteck oder Kreis) aus. Diese Lichtquelle belastet die CPU stark, da der Computer alle Punkte berechnen muss, die Licht ausstrahlen.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Unity-Dokumentation

3.4 — Direktionale Lichtquelle (Directional light)

Simuliert die Sonne oder eine andere entfernte Lichtquelle. Alle Strahlen bewegen sich in eine Richtung und können als parallel betrachtet werden.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Unity-Dokumentation

3.5 — Strahlende Quelle (Emissive light)

Strahlende Lichtquelle oder strahlende Materialien (Emissive Materials in UE4) erzeugen leicht und effektiv die Illusion, dass das Material Licht ausstrahlt. Es entsteht ein Weichzeichnereffekt des Lichts – es ist sichtbar, wenn man auf ein sehr helles Objekt schaut.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Dokumentation von Unreal Engine

3.6 — Umgebungslicht (Ambient Light)

Eine Szene aus Doom 3 wird von Wandlampen beleuchtet, der Engine erzeugt Schatten. Wenn eine FlĂ€che im Schatten ist, wird sie schwarz gefĂ€rbt. In der realen Welt können Lichtpartikel (Photonen) von OberflĂ€chen reflektiert werden. In fortgeschritteneren Rendering-Systemen wird das Licht in Texturen eingebacken oder in Echtzeit berechnet (globales Licht). Ältere Spiel-Engines, wie ID Tech 3 (Doom), benötigten zu viele Ressourcen fĂŒr die Berechnung von indirektem Licht. Um das Problem des fehlenden indirekten Lichts zu lösen, wurde streuendes Licht verwendet. Dadurch waren alle OberflĂ€chen zumindest etwas beleuchtet.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Die Doom 3 Engine (IdTech 4 Engine)

3.7 — Globales Licht (Global illumination)

Globales Licht ist der Versuch, das Licht, das von einem Objekt reflektiert wird, auf andere Objekte zu berechnen. Dieser Prozess belastet die CPU deutlich stÀrker als streuendes Licht.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Dokumentation von Unreal Engine

IV — Lichtdesign in Videospielen

Die visuelle Komposition (Position des Lichts, seine Winkel, Farben, Sichtfeld, Bewegung) hat einen großen Einfluss darauf, wie Nutzer die Spielumgebung wahrnehmen.

Designer Will Wright sprach auf der GDC ĂŒber die Funktionen der visuellen Komposition in Spielumgebungen. Insbesondere lenkt sie die Aufmerksamkeit der Spieler auf wichtige Elemente – dies geschieht durch Anpassungen der SĂ€ttigung, Helligkeit und Farbe von Objekten auf der Spielebene.
All dies wirkt sich auf das Gameplay aus.

Die richtige AtmosphĂ€re emotionalisiert den Spieler. Designer sollten sich darum kĂŒmmern, eine visuelle Konsistenz zu schaffen.

MĂ€ggi Safe El-Nasr fĂŒhrte mehrere Experimente durch – sie ließ Nutzer, die mit FPS-Shootern nicht vertraut sind, Unreal Tournament spielen. Aufgrund des schlechten Lichtdesigns bemerkten die Spieler ihre Gegner zu spĂ€t und starben schnell. Sie waren frustriert und gaben in den meisten FĂ€llen das Spiel auf.

Licht erzeugt Effekte, doch in Videospielen kann es nicht wie im Theater, Film oder in der Architektur eingesetzt werden. Aus der Sicht des Designs lassen sich sieben Kategorien unterscheiden, die Lichtmuster beschreiben. Dabei sollten die Emotionen nicht vergessen werden.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst
Designelemente in Level-Design, Jeremy Price

1 – Anleitung

Uncharted 4
In dem Buch „100 wichtige Gestaltungsprinzipien“ (100 Things Every Designer Needs to Know About People) untersucht Susan Weinschenk die Bedeutung des zentralen und des peripheren Sehens.

Da das zentrale Sehen das Erste ist, was wir wahrnehmen, sollten entscheidende Elemente, die der Spieler unbedingt sehen soll, gezielt in diesen Bereich fallen. Das periphere Sehen gibt Kontext und unterstĂŒtzt das zentrale Sehen.

Die Spiele der Uncharted-Reihe sind ein gutes Beispiel dafĂŒr – das Licht fĂ€llt in das zentrale Sichtfeld und lenkt den Spieler. Wenn jedoch Elemente im peripheren Sichtfeld im Widerspruch zu den zentralen stehen, bricht die Verbindung zwischen Designer und Spieler.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Until Dawn
Das Licht wird genutzt, um den Spieler zu lenken. Der kreative Direktor des Studios, Will Byls, sagte: „Die grĂ¶ĂŸte Herausforderung fĂŒr uns war es, eine AtmosphĂ€re der Angst zu erzeugen, ohne alles in Dunkelheit zu tauchen. Leider versucht der Spiel-Engine, das Bild aufzuhellen, wenn es zu dunkel wird, und umgekehrt. Wir mussten neue Techniken entwickeln, um dieses Problem zu bewĂ€ltigen.“

Wie in der untenstehenden Abbildung zu sehen ist, hebt sich warmes Licht vor einem blauen Hintergrund hervor und zieht die Aufmerksamkeit des Spielers an.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

2 — Beleuchtung/Rahmen

Resident Evil 2 Remake

Das Licht in RE2 Remake kann den Rahmen verÀndern. Wenn Sie durch die dunklen Korridore des Raccoon City Polizeireviers gehen, ist die Hauptlichtquelle die Taschenlampe des Spielers. Diese Beleuchtung ist eine kraftvolle Mechanik. Die verÀnderte Perspektive lenkt den Blick des Spielers auf den beleuchteten Bereich und blendet alles andere durch den starken Kontrast aus.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Dark Souls I

Das Grab der Riesen (Tomb of the Giants) ist einer der sehr dunklen Orte im Spiel mit vielen gefĂ€hrlichen AbgrĂŒnden. Es kann durchquert werden, wenn man den leuchtenden Steinen folgt und vorsichtig vorgeht, um nicht zu fallen. Man sollte auch auf die weißen leuchtenden Augen achten, denn das ist ein Feind.

Der Lichtradius des Spielers ist stark reduziert, die Sicht im Dunkeln ist eingeschrÀnkt. Wenn der Spieler die Taschenlampe in die linke Hand nimmt, erhöht sich sowohl die Helligkeit als auch das Sichtfeld. Allerdings verringert die Taschenlampe erheblich den verursachten Schaden, sodass man wÀhlen muss: Sicht oder Schutz.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

3 — ErzĂ€hlung

Prey

Da die Station, in der das Geschehen stattfindet, sich im Orbit befindet, gibt es in der Spielwelt einen einzigartigen Lichtzyklus. Dieser beeinflusst die Richtung des Lichts und hat somit einen starken Einfluss auf das Gameplay. In diesem Spiel ist es schwieriger, GegenstĂ€nde und Orte zu finden als gewöhnlich. In den entlegeneren Abschnitten kann der Spieler auftretende Probleme lösen, indem er sie aus einem Winkel innerhalb der Station und aus einem anderen Winkel außerhalb betrachtet.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Alien Isolation

In „Alien“ wird Licht eingesetzt, um den Spieler zu fĂŒhren und ein GefĂŒhl der Angst zu erzeugen. Der Nutzer befindet sich in einem stĂ€ndigen Spannungszustand – irgendwo in der Dunkelheit lauert der Xenomorph.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

4 – Tarnung

Splinter Cell: Blacklist

Das Licht in diesem Spiel fĂŒhrt nicht nur den Nutzer, sondern wird auch als Spielmechanik verwendet.

In vielen Bereichen nutzen die Spieler Schatten, um sich nicht von ihrem sicheren Kurs abbringen zu lassen und nicht mit Feinden kollidieren. In Splinter Cell wird das Licht auf der AusrĂŒstung des Charakters als „Sichtbarkeitsmesser“ eingesetzt – je stĂ€rker der Spieler versteckt ist, desto heller leuchtet die Lampe.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Mark of the Ninja

In Mark of the Ninja stehen Licht und Schatten in einem vollstĂ€ndigen Gegensatz zueinander. Der Lead-Designer des Spiels, Niels Andersen, sagte: „Wie der Charakter aussieht, zeigt, ob Sie sichtbar sind oder nicht. Wenn Sie versteckt sind, tragen Sie Schwarz, und nur einige Details sind rot hervorgehoben. Im Licht sind Sie vollstĂ€ndig koloriert.“ (Artikel ĂŒber die fĂŒnf Stealth-Designregeln von Mark of the Ninja).

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

5 – Kampf/Verteidigung

Alan Wake

Die Taschenlampe in Alan Wake ist eine Waffe. Ohne sie können Feinde nicht besiegt werden. Sie mĂŒssen das Licht auf sie richten und fĂŒr eine bestimmte Zeit halten – dann werden sie verwundbar und können getötet werden. Wenn das Licht auf den Gegner trifft, entsteht ein Halo, das sich dann verringert, und das Objekt beginnt zu leuchten. In diesem Moment kann der Spieler den Feind erschießen.

Zur Eliminierung von Gegnern können auch Signalraketen und Blendgranaten eingesetzt werden.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

A Plague Tale: Innocence

In dem Projekt von Asobo Studio können Ratten gegen Menschen eingesetzt werden. Wenn man beispielsweise die Lampe des Gegners zerbricht, taucht dieser sofort in Dunkelheit ein, die nichts von der Rattenmenge zurĂŒckhĂ€lt.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

6 – Benachrichtigung/Feedback

Deus Ex: Mankind Divided

In Deus Ex ĂŒberwachen Überwachungskameras alles, was sich in ihrem Sichtfeld abspielt, das durch einen Lichtkegel begrenzt ist. Das Licht ist grĂŒn, wenn sie neutral sind. Bei der Entdeckung eines Feindes wechselt die Kamera das Licht auf gelb, piept und verfolgt das Ziel entweder fĂŒr einige Sekunden oder bis der Feind aus ihrem Sichtfeld entkommt. Nach einigen Sekunden wird das Licht rot und die Kamera löst einen Alarm aus. So wird die Interaktion mit dem Spieler durch Licht realisiert.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Hollow Knight

Die Metroidvania von Team Cherry verÀndert die Beleuchtung hÀufiger, als es der Spieler bemerkt.

Zum Beispiel bleibt das Bild jedes Mal fĂŒr einen Moment stehen, wenn Sie Schaden nehmen, und es erscheint ein Effekt von zerbrochenem Glas neben dem Helden. Das allgemeine Licht wird gedimmt, aber die nĂ€chstgelegenen Lichtquellen (Lampens und GlĂŒhwĂŒrmchen) erlöschen nicht. Dies hebt die Bedeutung und StĂ€rke jedes erlittenen Schlages hervor.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

7 — Trennung

Assassin’s Creed Odyssey

Der Tag-Nacht-Zyklus spielt eine zentrale Rolle in „Odyssey“. Nachts gibt es weniger Patrouillen, und der Spieler bleibt mit höherer Wahrscheinlichkeit unentdeckt.

Die Tageszeit kann jederzeit geĂ€ndert werden — das ist im Spiel vorgesehen. Nachts ist die Sicht der Gegner eingeschrĂ€nkt, und viele von ihnen gehen schlafen. Es wird einfacher, Gegner zu vermeiden und anzugreifen.

Der Wechsel von Tag und Nacht ist hier ein besonderes System, und die Spielregeln Àndern sich grundlegend je nach Tageszeit.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

Don't Starve

Der Überlebenssimulator Don't Starve zeigt Neulingen nachts keine Gnade — hier sind SpaziergĂ€nge in der Dunkelheit fatal. Nach fĂŒnf Sekunden wird der Spieler angegriffen und er erleidet Schaden. Eine Lichtquelle ist fĂŒr das Überleben unerlĂ€sslich.

Die Kreaturen schlafen, sobald die Nacht hereinbricht, und wachen mit dem Sonnenaufgang wieder auf. Einige Wesen, die tagsĂŒber schlafen, können ebenfalls aufwachen. Pflanzen wachsen nicht. Fleisch verdirbt nicht. Der Zyklus von Tag und Nacht etabliert ein System, das die Spielregeln in zwei Kategorien unterteilt.

Wie Licht das Game-Design und das Spielerlebnis beeinflusst

V — Fazit

Viele Beleuchtungstechniken, die wir in der bildenden Kunst, im Film und in der Architektur sehen, finden auch im Game Development Anwendung, um die Ästhetik virtueller RĂ€ume zu ergĂ€nzen und das Spielerlebnis zu verbessern. Dennoch unterscheiden sich Spiele stark von Film oder Theater – die Umgebung ist dynamisch und unvorhersehbar. Neben statischer Beleuchtung werden auch dynamische Lichtquellen eingesetzt. Diese fĂŒgen InteraktivitĂ€t und die gewĂŒnschten Emotionen hinzu.

Licht ist ein ganzes Spektrum an Werkzeugen. Es bietet KĂŒnstlern und Designern umfangreiche Möglichkeiten, um die Spieler noch stĂ€rker zu involvieren.

Die Entwicklung der Technologie hat ebenfalls Einfluss darauf genommen. Jetzt verfĂŒgen Spiele-Engines ĂŒber viel mehr Beleuchtungsoptionen – es geht nicht mehr nur um die Ausleuchtung von SchauplĂ€tzen, sondern auch um den Einfluss auf das Game Design.

Literaturverzeichnis

  1. Seif El-Nasr, M., Miron, K. und Zupko, J. (2005). Intelligente Beleuchtung fĂŒr ein besseres Spielerlebnis. BeitrĂ€ge zur Computer-Mensch-Interaktion 2005, Portland, Oregon.
  2. Seif El-Nasr, M. (2005). Intelligente Beleuchtung fĂŒr Spielumgebungen. Journal of Game Development, 1(2),
  3. Birn, J. (Hrsg.) (2000). Digitale Beleuchtung & Rendering. New Riders, Indianapolis.
  4. Calahan, S. (1996). GeschichtenerzÀhlen durch Beleuchtung: Eine Perspektive der Computergrafik. Siggraph Kursnotizen.
  5. Seif El-Nasr, M. und Rao, C. (2004). Visuelle Leitung der Aufmerksamkeit der Benutzer in interaktiven 3D-Umgebungen. Siggraph Poster Session.
  6. Reid, F. (1992). Das Handbuch zur BĂŒhnenbeleuchtung. A&C Black, London.
  7. Reid, F. (1995). Licht fĂŒr die BĂŒhne. Focal Press, Boston.
  8. Petr Dyachikhin (2017), Moderne Videospieltechnologie: Trends und Innovationen, Bachelorarbeit, Hochschule Savonia
  9. Adorama Lernzentrum (2018), Grundlagen der Beleuchtungstechnik fĂŒr Film, von (https://www.adorama.com/alc/basic-cinematography-lighting-techniques)
  10. Seif El-Nasr, M., Niendenthal, S., Knez, I., Almeida, P. und Zupko, J. (2007), Dynamische Beleuchtung fĂŒr Spannung in Spielen, die internationale Zeitschrift fĂŒr Computerspielforschung
  11. Yakup Mohd Rafee, Ph.D. (2015), Untersuchung von Georges de la Tours Malerei basierend auf der Chiaroscuro- und Tenebrisms-Theorie, UniversitÀt Malaysia Sarawak
  12. Sophie-Louise Millington (2016), Beleuchtung im Spiel: Beeinflusst Licht die Interaktion und Emotion des Spielers in einer Umgebung?, UniversitÀt Derby
  13. Prof. Stephen A. Nelson (2014), Eigenschaften des Lichts und Untersuchung isotroper Substanzen, Tulane UniversitÀt
  14. Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen Lizenz (2019), The Dark Mod, von (https://de.wikipedia.org/wiki/The_Dark_Mod)

Quelle: habr.com

Kaufen Sie zuverlĂ€ssiges Hosting fĂŒr Websites mit DDoS-Schutz, VPS VDS-Server đŸ”„ Kaufen Sie zuverlĂ€ssiges Hosting fĂŒr Websites mit DDoS-Schutz, VPS VDS-Server | ProHoster