{"id":39053,"date":"2019-10-31T22:27:36","date_gmt":"2019-10-31T19:27:36","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/kak-osveshhenie-vliyaet-na-gejmdizajn-i-igrovoj-opyt\/"},"modified":"2019-10-31T22:27:36","modified_gmt":"2019-10-31T19:27:36","slug":"kak-osveshhenie-vliyaet-na-gejmdizajn-i-igrovoj-opyt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/et\/blog\/novosti-interneta\/kak-osveshhenie-vliyaet-na-gejmdizajn-i-igrovoj-opyt","title":{"rendered":"Kuidas valgus m\u00f5jutab m\u00e4ngudisaini ja m\u00e4ngukogemust.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Kuidas
\n
\nOodates PS5 ja Project Scarlett'i, mis toetavad ray tracing'ut, m\u00f5tlesin m\u00e4ngude valgustusele. Leidsin materjali, kus autor selgitab, mis on valgus, kuidas see m\u00f5jutab kujundust, muudab m\u00e4ngimist, esteetikat ja kogemust. K\u00f5ik n\u00e4idete ja ekraanipiltidega. M\u00e4ngides ei pane sellele kohe t\u00e4hele.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Sissejuhatus<\/h2>\n

\nValgustust ei vajata mitte ainult selleks, et m\u00e4ngija saaks stseeni eristada (kuigi see on v\u00e4ga oluline). Valgus m\u00f5jutab emotsioone. Paljusid valgustamise tehnikaid teatris, filmides ja arhitektuuris kasutatakse emotsionaalse koostisosade v\u00f5imendamiseks. Miks mitte need p\u00f5him\u00f5tted m\u00e4ngudisaineritele \u00fcle v\u00f5tta? Seos pildi ja emotsionaalse reageeringu vahel annab veel \u00fche v\u00f5imsa t\u00f6\u00f6riista, mis aitab t\u00f6\u00f6tada tegelaste, narratiivi, heli, m\u00e4ngu mehhanikate ja muu kallal. Samuti v\u00f5imaldab valguse interaktsioon pinnaga m\u00f5jutada heledust, v\u00e4rvi, kontrastsust, varjusid ja muid efekte. K\u00f5ik see muutub aluseks, mille omandamine on vajalik iga disaineri jaoks.<\/p>\n

Selle materjali eesm\u00e4rk on m\u00e4\u00e4ratleda, kuidas valguse disain m\u00f5jutab m\u00e4ngu esteetikat ja kasutajakogemust. Uurime valguse olemust ja seda, kuidas seda kasutatakse teistes kunstivaldkondades, et anal\u00fc\u00fcsida selle rolli videom\u00e4ngudes.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eLebede j\u00e4rv\u201c, Aleksandr Ekman<\/i><\/p>\n

I \u2014 Valguse olemus<\/h2>\n

\n\u201eRuumi, valgus ja kord. Need on asjad, mille j\u00e4rele inimesed vajavad sama palju kui leivat\u00fckki v\u00f5i peavarju,\u201d \u2014 Le Corbusier.<\/p>\n

Looduslik valgus juhatab ja saadab meid alates s\u00fcnnist. See on vajalik, see seab meie loomuliku r\u00fctmi. Valgus kontrollib meie organismi protsesse ja m\u00f5jutab meie bioloogilisi kelli. Uurime, mis on valgusvoog, valguse intensiivsus, v\u00e4rv ja fokaalpunktid. Siis m\u00f5istame, mis valgus on ja kuidas see k\u00e4itub.<\/p>\n

1 \u2014 Mida inimese silm n\u00e4eb<\/h3>\n

\nValgus on elektomagnetilise spektri osa, mida silm tajub. Sellel pikkuste vahemikus on laine pikkused vahemikus 380 kuni 780 nm. P\u00e4eva jooksul eristame v\u00e4rve t\u00e4nu koonustele, \u00f6\u00f6sel kasutab silm keppe ja me n\u00e4eme ainult halli erinevusi.<\/p>\n

N\u00e4htava valguse p\u00f5hijooned on suund, intensiivsus, sagedus ja polariseeritus. Tema kiirus vaakumis on 300 000 000 m\/s ning see on \u00fcks fundamentaalseid f\u00fc\u00fcsikalisi konstantte.<\/p>\n

\"Kuidas
\nN\u00e4htav elektromagnetiline spekter<\/i><\/p>\n

2 \u2014 Levimise suund<\/h3>\n

\nVakun on aine vaba, ja valgus levib sirgjooneliselt. Kuid see k\u00e4itub erinevalt, kokkupuutudes veega, \u00f5huga ja teiste ainetega. Ainega kontaktis osa valgust neelatakse ja muudetakse soojusenergiaks. L\u00e4bipaistva materjaliga kokkupuutel neelatakse samuti osa valgust, kuid \u00fclej\u00e4\u00e4nud l\u00e4bib seda. Siledalt pinnalt, n\u00e4iteks peeglist, peegelduvad valguse kiired. Kui objekti pind on eba\u00fchtlane, hajub valgus.<\/p>\n

\"Kuidas\"Kuidas
\nValguse levimise suund<\/i><\/p>\n

3 \u2014 P\u00f5hiomadused<\/h3>\n

\nValguse voog. Valguse hulk, mida valgusallikas kiirgab.
\nM\u00f5\u00f5t\u00fchik: lm (luumen).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nValgusj\u00f5ud.<\/b> Valguse hulk, mida kantakse kindlasse suunda.
\nM\u00f5\u00f5t\u00fchik: kcd (kandela).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nValgustatus. <\/b>Valguse voog, mis langeb pinnale.
\nValgustatus = valguse voog (lm) \/ pindala (m2).<\/p>\n

M\u00f5\u00f5t\u00fchik: lk (l\u00fcksi).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nHeledus.<\/b> See on ainus p\u00f5hijoon, mida inimsilm valguse kohta tajub. \u00dchest k\u00fcljest arvestab see valgusallika heledust, teisest k\u00fcljest pinda, seega s\u00f5ltub see tugevalt peegeldusastmest (v\u00e4rvist ja pinnast).
\nM\u00f5\u00f5t\u00fchik: kd\/m2.<\/p>\n

\"Kuidas
\n <\/p>\n

4 \u2014 V\u00e4rvitemperatuur<\/h3>\n

\nV\u00e4rvitemperatuur m\u00f5\u00f5detakse Kelvinites ja n\u00e4itab konkreetse valgusallika v\u00e4rvi. Briti f\u00fc\u00fcsik William Kelvin kuumutas s\u00fcsinikuklotsi. See s\u00fctitas erinevaid v\u00e4rve, mis vastasid erinevatele temperatuuridele. Alguses paistis s\u00f6e v\u00e4rv tumepunane, kuid kuumenedes muutus see eredaks kollaseks. Maksimaalsel temperatuuril muutus kiiratav valgus sinakasvalgeks.<\/p>\n

\"Kuidas\"Kuidas
\nLoomulik valgus, 24 tundi, Simon Layki<\/i><\/p>\n

II \u2014 Valguse disainitehnikad<\/h2>\n

\nSelles osas k\u00e4sitleme, milliseid valgustusmustreid saab kasutada sisu\/visuaali v\u00e4ljenduse m\u00f5jutamiseks. Selleks m\u00e4\u00e4ratleme sarnasused ja erinevused valgustustehnikates, mida on kasutanud kunstnikud ja valgusdisainerid.<\/p>\n

1 \u2014 Valguse ja varju m\u00e4ng<\/h3>\n

\nValguse ja varju teooria on \u00fcks kunstiteooria kontseptsioonidest, mis k\u00e4sitleb valgustuse jaotusi. Selle abil kujutatakse tonaliteedi \u00fcleminekuid, et edastada mahtu ja meeleolu. Georges de La Tour on tuntud oma \u00f6ise valguse ja k\u00fc\u00fcnlavaimu valgustatud stseenide t\u00f6\u00f6de poolest. \u00dckski tema eelk\u00e4ijatest ei ole sarnaseid \u00fcleminekuid nii oskuslikult t\u00f6\u00f6tlenud. Valgusel ja varjul on tema t\u00f6\u00f6des \u00e4\u00e4rmiselt oluline roll ning need on kompositsiooni osa erinevates ja sageli alternatiivsetes variatsioonides. De La Touri maalide uurimine aitab m\u00f5ista valgustuse kasutamist ja selle omadusi.<\/p>\n

\"Kuidas
\nGeorges de La Tour \"Kahetsev Maria Magdalena\", 1638-1643.<\/i><\/p>\n

a \u2014 K\u00f5rge kontrastsus<\/h4>\n

\nSelles pildis paistab hele n\u00e4gu ja riided tumeda tausta peal silmatorkavad. T\u00e4nu k\u00f5rgele toonide kontrastile on vaataja t\u00e4helepanu suunatud just sellele osa pildist. Tegelikult ei oleks sellist kontrasti. Vahe n\u00e4o ja k\u00fc\u00fcnla vahel on suurem kui k\u00fc\u00fcnla ja k\u00e4te vahel. Siiski, v\u00f5rreldes n\u00e4oga, n\u00e4eme, et k\u00e4te toon ja kontrastsus on summutatud. Georges de La Tour kasutab erinevat kontrastsust, et t\u00f5mmata t\u00e4helepanu vaatlejale.<\/p>\n

\"Kuidas
\n <\/p>\n

b \u2014 Kontuur ja valguse r\u00fctm<\/h4>\n

\nSuure toonierinevuse t\u00f5ttu tekivad figuuri \u00e4\u00e4rtes m\u00f5nes piirkonnas kontuurid. Isegi maali tumedates osades meeldis kunstnikule kasutada erinevaid toone, et esile tuua objekti piire. Valgus ei keskendu \u00fchte piirkonda, vaid libiseb alla: n\u00e4olt jalgadele.<\/p>\n

\"Kuidas
\n<\/p>\n

c \u2014 Valguse allikas<\/h4>\n

\nEnamikus t\u00f6\u00f6des kasutab Georges de La Tour k\u00fc\u00fcnlaid v\u00f5i lampe valgusallikana. Maalis on kujutatud p\u00f5levat k\u00fc\u00fcnalt, kuid me teame juba, et valguse ja varju suhe ei s\u00f5ltu sellest. Georges de La Tour paigutas n\u00e4o tumeda tausta peale ja t\u00f5i k\u00fc\u00fcnla, et luua terav \u00fcleminek toonide vahel. Suure kontrastsuse t\u00f5ttu paiknevad heledad toonid tumedatega k\u00f5rvuti, saavutades optimaalse efekti.<\/p>\n

\"Kuidas
\n<\/p>\n

d \u2014 Valguse ja varju kompositsioon geomeetriliste figuuride kogumina<\/h4>\n

\nKui lihtsustada valgust ja varju selles t\u00f6\u00f6s, n\u00e4eme p\u00f5higeomeetrilisi kujundeid. Heledate ja tumedate toonide \u00fchtsus loob lihtsa kompositsiooni. See kaudselt loob tunnetuse ruumist, kus objektide ja figuuride asend n\u00e4itab esiplaani ja tausta, luues pinget ja energiat.<\/p>\n

\"Kuidas
\n<\/p>\n

2 \u2014 P\u00f5hilised kinofilmi valgustamise tehnikad<\/h3>\n

<\/p>\n

2.1 \u2014 Kolme punkti valgustus<\/h4>\n

\n\u00dcks k\u00f5ige populaarsemaid ja edukaid meetodeid objekti valgustamiseks on kolme punkti valgustus, klassikaline Hollywoodi sch\u00e9ma. See tehnika v\u00f5imaldab edastada objekti mahtu.<\/p>\n

Joonistav valgus (Key Lighting, st peamine valgusallikas)<\/b>
\nTavaliselt on see iga stseeni k\u00f5ige v\u00f5imsam valgus. See v\u00f5ib tulla kust iganes, selle allikas v\u00f5ib olla k\u00fclgedelt v\u00f5i objekti tagant (Jeremy Birn \u00abDigitaalne valgustus ja renderdamine\u00bb).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nT\u00e4itev valgus (Fill Lighting, st valgus kontrastide juhtimiseks)<\/b>
\nNimi \u00fctleb juba, et seda kasutatakse tumedate alade \"t\u00e4itmiseks\" ning eemaldamiseks, mida loob peavalgus. T\u00e4itev valgus on m\u00e4rgatavalt v\u00e4hem intensiivne ja asub peavalgusallikaga nurga all.<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nTaustavalgus (Backlighting, st tausta eraldaja)<\/b>
\nSeda kasutatakse stseeni ruumilisuse edastamiseks. See eraldab objekti taustast. Nagu t\u00e4itev valgus, on ka taustavalgus v\u00e4hem intensiivne ja katab suure ala objekti pinnast.<\/p>\n

\"Kuidas
\n<\/p>\n

2.2 \u2014 Alt<\/h4>\n

\nKuna P\u00e4ikese liikumine on, oleme harjunud n\u00e4gema inimesi valgustatuna igast nurgast, kuid mitte alt. Selline valgustamine n\u00e4eb v\u00e4lja v\u00e4ga ebatavaline.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00abFrankenstein\u00bb, James Whale, 1931. aasta<\/i><\/p>\n

2.3 \u2014 Tagant<\/h4>\n

\nObjekt asub valgusallika ja vaataja vahel. Seet\u00f5ttu tekib objekti \u00fcmber valguse kuma, ent \u00fclej\u00e4\u00e4nud osad j\u00e4\u00e4vad varju.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00abTulnukas\u00bb, Steven Spielberg, 1982. aasta<\/i><\/p>\n

2.4 \u2014 K\u00fclgedelt<\/h4>\n

\nSeda valgustust kasutatakse stseeni k\u00f5rvalvalgustamiseks. See loob terava kontrasti, mis kuvab tekstuuri ja r\u00f5hutab objektide kontuure. See meetod sarnaneb valgustuse ja varju tehnika abil.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eBlade Runner\u201c, Ridley Scott, 1982. aasta<\/i><\/p>\n

2.5 \u2014 Praktiline valgustus<\/h4>\n

\nSee on stseenis reaalselt olemas olev valgustus, st \u2014 lambid, k\u00fc\u00fcnlad, teleri ekraan ja muud. Sellist lisavalgust saab kasutada valgustuse intensiivsuse suurendamiseks.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eBarry Lyndon\u201c, Stanley Kubrick, 1975. aasta<\/i><\/p>\n

2.6 \u2014 Peegeldunud valgus<\/h4>\n

\nValgus v\u00f5imsast allikast hajub peegli v\u00f5i m\u00f5ne pinna, n\u00e4iteks seinte v\u00f5i lae abil. Nii katab valgus suuremat pinda ja jaotub \u00fchtlasemalt.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eTume r\u00fc\u00fctel: Legendi taass\u00fcnd\u201c, Christopher Nolan, 2012. aasta<\/i><\/p>\n

2.7 \u2014 K\u00f5va ja pehme valgus<\/h4>\n

\nPeamine erinevus k\u00f5va ja pehme valguse vahel on valgusallika suurus objekti suhtes. P\u00e4ike on meie p\u00e4ikeses\u00fcsteemi suurim valgusallikas. Ent see asub meist 90 miljoni kilomeetri kaugusel, muutes selle v\u00e4ikeseks valgusallikaks. See loob teravaid varjusid ja seega ja tugeva valgustuse. Kui taevasse ilmuvad pilved, muutub kogu taevas suureks valgusallikaks, ning varjud on raskesti eristatavad. Seega tekib pehme valgus.<\/p>\n

\"Kuidas
\n3D n\u00e4ited LEGO-st, Joan Prada, 2017. aasta<\/i><\/p>\n

2.8 \u2014 High ja low key<\/h4>\n

\nHigh key valgustus kasutatakse v\u00e4ga elavate stseenide loomiseks. See on sageli \u00fclevalgustatud. K\u00f5ik valgusallikad on enam-v\u00e4hem sama v\u00f5imsusega.
\nErinevalt high key valgustusest on low key stseen tugevalt h\u00e4mar, kusjuures seal v\u00f5ib olla tugev valgusallikas. Peamine roll antakse varjudele, mitte valgusele, et edastada pinget v\u00f5i dramaatilisust.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00abTHX 1138\u00bb, George Lucas, 1971. aasta<\/i><\/p>\n

2.9 \u2014 Motivatsiooniline valgustus (Motivated Lighting)<\/h4>\n

\nSeevalg j\u00e4ljendab looduslikku valgust \u2014 p\u00e4ikese-, kuu- ja t\u00e4navavalgust ning nii edasi. Seda kasutatakse praktilise valgustuse tugevdamiseks. Erilised tehnikad aitavad luua motiveeritud valgustuse loomulikku efekti, n\u00e4iteks filtrid (gobo) akende varjude efekti loomiseks.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00abDrive\u00bb, Nicolas Winding Refn, 2011<\/i><\/p>\n

2.10 \u2014 V\u00e4listuli<\/h4>\n

\nSee v\u00f5ib olla p\u00e4ikese-, kuuvalgus v\u00f5i t\u00e4nava tuled, mis on stseenis n\u00e4htavad.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00abStranger Things. 3. hooaeg\u00bb, Dufferi vennad, 2019<\/i><\/p>\n

III \u2014 Renderimise alused<\/h2>\n

\nLevel disainerid m\u00f5istavad valgustuse t\u00e4htsust ja saavutavad selle abil stseeni soovitud tajutavuse. Et tuua esile tase ja saavutada soovitud visuaalsed eesm\u00e4rgid, peavad nad m\u00e4\u00e4rama staatilised valgusallikad, nende leviku nurgad ja v\u00e4rvid. Nad loovad kindla atmosf\u00e4\u00e4ri ja vajaliku vaate. Kuid k\u00f5ik pole nii lihtne, sest valgustus s\u00f5ltub sellistest tehnilistest omadustest \u2014 n\u00e4iteks protsessori v\u00f5imsusest. Seet\u00f5ttu on olemas kahte t\u00fc\u00fcpi valgustust: eelnevalt arvutatud valgustus ja reaalajas renderimine.<\/p>\n

1 \u2014 Eelnevalt arvutatud valgustus (Precomputed lighting)<\/h3>\n

\nDisainerid kasutavad staatilist valgustust, et m\u00e4\u00e4rata iga allika valgustusomadused \u2014 sealhulgas selle asukoht, nurk ja v\u00e4rv. \u00dcldiselt on reaalajas globaalset valgustust rakendada v\u00f5imatu j\u00f5udluse t\u00f5ttu. <\/p>\n

Eelnevalt arvutatud staatilist globaalset valgustust saab kasutada enamikus mootorites, sealhulgas Unreal Engine'is ja Unity's. Mootor 'paksud' selle valgustuse spetsiaalsesse tekstuuri, nii kutsutud 'valgustuskaart' (lightmap). Need valguskaardid hoitakse koos teiste mape-failidega ning mootor p\u00f6\u00f6rdub nende poole stseeni renderdamisel. <\/p>\n

\"Kuidas
\n\u00dcks ja sama stseen: ilma valgustuseta (vasakul), ainult otsese valgustusega (keskel) ja kaudselt globaalse valgustusega (paremal). Illustratsioonid Unity Learn'ist<\/i><\/p>\n

Lisaks laitmappidele on olemas ka variikaardid, mida kasutatakse variide loomiseks. Alustatakse valgustusallika arvesse v\u00f5tmisega \u2014 see genereerib varju, mis peegeldab stseeni pikslis\u00fcgavust. Saadud pikslis\u00fcgavuse kaart nimetatakse variikaardiks. See sisaldab teavet valgustusallika ja l\u00e4himate objektide vahemaa kohta iga pikseli jaoks. Seej\u00e4rel toimub renderdamine, kus iga pinna pikselit v\u00f5rreldakse variikaardiga. Kui pikseli ja valgustusallika vahemaa on suurem kui variikaardis registreeritud, siis on piksel varjus.<\/p>\n

\"Kuidas
\nVariikaardi rakendamise algoritm. Pilt OpenGl-tutorial<\/i><\/p>\n

2 \u2014 Reaalajas renderdamine<\/h3>\n

\n\u00dcks klassikalisi valgustusmudeleid reaalajas on Lambert'i mudel (nimetatud \u0160veitsi matemaatiku Johann Heinrich Lambert'i j\u00e4rgi). Reaalajas renderdamisel saadab GPU tavaliselt objekte \u00fckshaaval. See meetod kasutab objekti kuvamist (tema asukohta, p\u00f6\u00f6rlemise nurka ja skaalat), et m\u00e4\u00e4rata, millist selle pinna osa on vaja joonistada. <\/p>\n

Lambert'i valguse korral kiirgab valgus igast pinna punktist k\u00f5ikides suundades. Samuti ei arvestata teatud n\u00fcanssidega, n\u00e4iteks peegeldustega (Chendler Pralli artikkel). Et stseen n\u00e4eks realistlikum v\u00e4lja, lisatakse Lambert'i mudelile t\u00e4iendavaid efekte \u2014 n\u00e4iteks peegeldused.<\/p>\n

\"Kuidas
\nLambert'i varjundamine sf\u00e4\u00e4ri n\u00e4itel. Illustratsioon Peeter Dj\u00e4tsikini materjalidest.<\/i><\/p>\n

Enamik kaasaegseid mootoreid (Unity, Unreal Engine, Frostbite ja teised) kasutavad f\u00fc\u00fcsikaliselt korrektset renderdamist (Physically Based Rendering, PBR) ja varjundamist (Lucas Orsvarg'i artikkel). PBR-varjundamine pakub intuitiivsemaid ja mugavamaid viise ning parameetreid pinna kirjeldamiseks. Unreal Engine'is on PBR-materjalidel j\u00e4rgmised parameetrid:<\/p>\n