{"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\/news\/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 kiirte j\u00e4lgimist, hakkasin m\u00f5tlema m\u00e4ngude valgustusele. Leidsin materjali, kus autor selgitab, mis on valgus, kuidas see m\u00f5jutab disaini, muutab m\u00e4ngu, esteetikat ja kogemust. K\u00f5ik n\u00e4idete ja ekraanipiltidega. M\u00e4ngimise ajal ei p\u00f6\u00f6rata sellele kohe t\u00e4helepanu.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Sissejuhatus<\/h2>\n

\nValgustust on vaja mitte ainult selleks, et m\u00e4ngija saaks stseeni m\u00e4rgata (kuigi see on v\u00e4ga t\u00e4htis). Valgus m\u00f5jutab emotsioone. Paljusid valgustuse tehnikaid teatris, filmides ja arhitektuuris kasutatakse emotsionaalse m\u00f5ju suurendamiseks. Miks mitte need printsiibid m\u00e4ngudisaineritele laenata? Seos pildi ja emotsionaalse reageeringu vahel annab veel \u00fche v\u00f5imsa t\u00f6\u00f6riista, mis aitab toimida tegelase, narratiivi, heli, m\u00e4ngumehaanika jne. Samuti v\u00f5imaldab valguse koostoime pinnaga m\u00f5jutada heledust, v\u00e4rvi, kontrastsust, varje ja muid efekte. K\u00f5ik see on alus, mida peab valdama iga disainer.<\/p>\n

Selle materjali eesm\u00e4rk on m\u00e4\u00e4ratleda, kuidas valgustuse 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\u201eLuikede j\u00e4rv\u201c, Aleksander Ekman<\/i><\/p>\n

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

\n\u201eRuum, valgus ja kord. Need on asjad, milles inimesed vajavad sama palju kui leiba v\u00f5i peavarju\u201c, \u2014 Le Corbusier.<\/p>\n

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

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

\nValgus on osa elektromagnetilisest spektrist, mida silm tajub. Sellel lainepikkuste vahemikus on 380 kuni 780 nm. P\u00e4eva jooksul eristame v\u00e4rve t\u00e4nu koonusliitmikule, \u00f6\u00f6sel aga kasutab silm pulgad, ja n\u00e4eme vaid halli toone.<\/p>\n

K\u00e4egakatsutavad valguse omadused on suund, intensiivsus, sagedus ja polariseeritus. Selle kiirus vaakumis on 300 000 000 m\/s, ja see on \u00fcks fundamentaalsetest f\u00fc\u00fcsikalistest konstantidest.<\/p>\n

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

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

\nT\u00fchimikus ei ole ainet ja valgus levib sirgelt. Siiski k\u00e4itub see erinevalt, kui see kokkupuutub vee, \u00f5hu ja teiste ainetega. Kui valgus puutub ainega kokku, imendub osa valgust ja muundub soojusenergiaks. Kui see kohtab l\u00e4bipaistvat materjali, imendub samuti osa valgust, kuid \u00fclej\u00e4\u00e4nud l\u00e4bib selle. Siledatelt pindadelt, nagu peegel, peegeldub valgus. Kui objekti pind on eba\u00fchtlane, hajub valgus.<\/p>\n

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

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

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

\"Kuidas
\n
\nValguse tugevus.<\/b> Valguse hulk, mis liigub kindla suuna poole.
\nM\u00f5\u00f5t\u00fchik: cd (kandela).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nValgustatus. <\/b>Valgusvoo hulk, mis langeb pinnale.
\nValgustatus = valgusvoog (lm) \/ pindala (m2).<\/p>\n

M\u00f5\u00f5t\u00fchik: lx (luksi).<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nHelendavus.<\/b> See on ainus valguse p\u00f5hiomadus, mida inimsilm tajub. \u00dchelt poolt arvestab see valgusallika heledust, teiselt poolt pinda, mist\u00f5ttu s\u00f5ltub see tugevalt peegeldusastmest (v\u00e4rvist ja pinnast).
\nM\u00f5\u00f5t\u00fchik: cd\/m2.<\/p>\n

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

4 \u2014 V\u00e4rvi temperatuur<\/h3>\n

\nV\u00e4rvi temperatuur m\u00f5\u00f5detakse Kelsiustes ja n\u00e4itab konkreetse valgusallika v\u00e4rvi. Briti f\u00fc\u00fcsik William Kelvin kuumutas kivis\u00fcsi. See muutus heledaks, peegeldades erinevaid v\u00e4rve, mis vastasid erinevatele temperatuuridele. Alguses oli kivis\u00fcsi tumepunane, kuid kuumenedes muutus v\u00e4rv erk-kollaseks. Maksimaalsetel temperatuuridel muutus kiiratav valgus sinakalt-valgeks.<\/p>\n

\"Kuidas\"Kuidas
\nLooduslik valgus, 24 tundi, Simon Leaky<\/i><\/p>\n

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

\nSelles jaotis t\u00f6\u00f6tame l\u00e4bi, milliseid valgustusmustreid saab kasutada visuaalse sisu v\u00e4ljenduse m\u00f5jutamiseks. Selleks m\u00e4\u00e4ratleme sarnased ja erinevad valgustustehnikad, mida on kasutanud kunstnikud ja valgusdisainerid.<\/p>\n

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

\nValguse ja varju kontseptsioon on kunstiteooria \u00fcks komponente, mis k\u00e4sitleb valgustuse jaotust. Selle abil kajastatakse tooni \u00fcleminekud, et edastada ruumilisust ja meeleolu. Georges de La Tour on tuntud oma \u00f6iste valgus- ja varjat\u00f6\u00f6d ning k\u00fc\u00fcnlavalgel valgustatud stseenide poolest. \u00dckski tema eelk\u00e4ijatest ei osanud selliseid \u00fcleminekuid nii meisterlikult kujutada. Valgus ja vari m\u00e4ngivad tema t\u00f6\u00f6des \u00fcliolulist rolli ning on osa kompositsioonist mitmesugustes ja sageli alternatiivsetes variatsioonides. De La Tour'i maalide uurimine aitab m\u00f5ista valgustuse ja selle omaduste kasutamist.<\/p>\n

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

a \u2014 Suur kontrastsus<\/h4>\n

\nSel maal on hele n\u00e4gu ja riided tumedal taustal esile t\u00f5stetud. Suure kontrastsuse t\u00f5ttu on vaataja t\u00e4helepanu keskendatud just sellele pildiosale. Reaalsuses poleks sellist kontrasti olemas. N\u00e4o ja k\u00fc\u00fcnla vahemaa on suurem kui k\u00fc\u00fcnla ja k\u00e4te vahemaa. Siiski, v\u00f5rreldes n\u00e4oga, n\u00e4eme, et k\u00e4te toon ja kontrastsus on summutatud. Georges de La Tour kasutab erinevat kontrastsust, et k\u00f6ita vaatleja t\u00e4helepanu.<\/p>\n

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

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

\nSuure tonaalsuse vahe t\u00f5ttu tekivad figuuri servades kontuurid. Isegi pildi tumedates osades meeldis kunstnikule kasutada erinevaid toone, et r\u00f5hutada objekti piire. Valgus ei paikne \u00fches piirkonnas, vaid libiseb alla: n\u00e4olt jalgadele.<\/p>\n

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

c \u2014 Valgusallikas<\/h4>\n

\nEnamikus Georges de La Tour'i teostes on k\u00fc\u00fcnlad v\u00f5i lambid valgusallikaks. Pildil on kujutatud p\u00f5levat k\u00fc\u00fcnalt, kuid me juba teame, et valgus ja vari ei s\u00f5ltu sellest. Georges de La Tour paigutas n\u00e4o tumedale taustale ja asetab k\u00fc\u00fcnla, et luua terav \u00fcleminek toonide vahel. Suure kontrastsuse saavutamiseks on heledad toonid tumedatega k\u00f5rvuti, saavutades optimaalse efekti.<\/p>\n

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

d \u2014 Valguse ja varju kompositsioon geomeetrilisest kujust<\/h4>\n

\nKui v\u00e4hendada valguse ja varju keerukust, n\u00e4eme selles t\u00f6\u00f6s p\u00f5higoeometrilisi kujusid. Heledate ja tumedate toonide \u00fchtsus loob lihtsalt kompositsiooni. See kaudselt m\u00e4\u00e4ratleb ruumitunde, kus objektide ja figuuride asend n\u00e4itab esiplaani ja tagaplaani, luues pinget ja energiat.<\/p>\n

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

2 \u2014 Peamised kino valgustusmeetodid<\/h3>\n

<\/p>\n

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

\n\u00dcks populaarsemaid ja t\u00f5husamaid viise iga objekti valgustamiseks on kolme punkti valgustamine, klassikaline Hollywoodi skeem. See tehnika aitab edastada objekti mahu.<\/p>\n

Peamine valgus (Key Lighting, ehk peamine valgusallikas)<\/b>
\nTavaliselt on see iga stseeni k\u00f5ige tugevam valgus. See v\u00f5ib tulla igap\u00e4evasest suunast, selle allikas v\u00f5ib olla k\u00fclje pealt v\u00f5i objekti tagant (Jeremy Birn \"Digitaalne valgustamine ja renderdamine\").<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nT\u00e4iendav valgus (Fill Lighting, ehk vastandite juhtimise valgus)<\/b>
\nNagu nimest v\u00f5ib aru saada, kasutatakse seda, et \"t\u00e4ita\" ja eemaldada tumedad alad, mida loob peamine valgus. T\u00e4iendav valgus on m\u00e4rgatavalt v\u00e4hem intensiivne ja on peamise valgusallika suhtes nurga all.<\/p>\n

\"Kuidas
\n
\nTaustav valgus (Backlighting, ehk tausta eraldaja)<\/b>
\nSeda kasutatakse stseeni mahu edasiandmiseks. See eraldab objekti taustast. Nagu ka t\u00e4iendav valgus, on taustav valgus v\u00e4hem intensiivne ja katab suurema objekti pinna.<\/p>\n

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

2.2 \u2014 Alt<\/h4>\n

\nKuna P\u00e4ikese liikumise t\u00f5ttu oleme harjunud n\u00e4gema inimesi valgustatuna igast k\u00fcljest, v\u00e4lja arvatud alt. Selline viis n\u00e4eb v\u00e4lja v\u00e4ga ebatavaline.<\/p>\n

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

2.3 \u2014 Tagant<\/h4>\n

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

\"Kuidas
\n\"Inimene maast\", Steven Spielberg, 1982. aasta<\/i><\/p>\n

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

\nSellist valgustust kasutatakse stseeni valgustamiseks k\u00fclje pealt. See loob selge kontrasti, mis n\u00e4itab tekstuure ja r\u00f5hutab objekti kontuure. See meetod l\u00e4heneb varju ja valguse tehnika kasutamisele.<\/p>\n

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

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

\nSee on stseenis realistlik valgustus, st \u2014 lambid, k\u00fc\u00fcnlad, teleri ekraan ja muud. Sellist t\u00e4iendavat valgust saab kasutada valgustuse intensiivsuse suurendamiseks.<\/p>\n

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

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

\nValgus tugevast allikast hajub peegeldaja v\u00f5i m\u00f5ne pinna, n\u00e4iteks seina v\u00f5i lae kaudu. Nii t\u00f5useb valgus suurele pinnale ja katab \u00fchtlasemalt.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\"Tumedat r\u00fc\u00fctlit: Legendi taass\u00fcnn\", 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 suurim valgusallikas P\u00e4ikeses\u00fcsteemis. Kuid see on meist 90 miljoni kilomeetri kaugusel, mist\u00f5ttu on see v\u00e4ike valgusallikas. See loob k\u00f5vad varjud ja vastavalt ka k\u00f5va valgustuse. Kui taevasse tulevad pilved, muutub kogu taevas suureks valgusallikaks ja varjude eristamine on keerulisem. Seega tekib pehme valgus.<\/p>\n

\"Kuidas
\n3D-n\u00e4ited LEGO-st, Jo\u00e3o Prada, 2017. aasta<\/i><\/p>\n

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

\nHigh key valgustust kasutatakse v\u00e4ga heledate stseenide loomiseks. See on sageli l\u00e4hedal \u00fclevalgustusele. K\u00f5ik valgusallikad on umbes sama v\u00f5imsusega.
\nErinevalt high key valgustusest, low key stseen on tugevalt h\u00e4mar, kus v\u00f5ib olla tugev valgusallikas. Peamine t\u00e4helepanu on suunatud varjudele, mitte valgusele, et edastada p\u00f5nevuse v\u00f5i dramaatilisuse tunnet.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eTHX 1138\u201d, George Lucas, 1971. aasta<\/i><\/p>\n

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

\nSee valgustus imiteerib looduslikku valgust \u2014 p\u00e4ikese-, kuuvalgust, t\u00e4navavalgust jne. Seda kasutatakse praktilise valgustuse tugevdamiseks. Spetsiaalsed tehnikad aitavad motivatsioonilist valgustust loomulikuks muuta, n\u00e4iteks filtrid (gobo), et luua kardina effekti.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eDrive\u201d, Nicolas Winding Refn, 2011. aasta<\/i><\/p>\n

2.10 \u2014 V\u00e4lisvalgustus<\/h4>\n

\nSee v\u00f5ib olla p\u00e4ikese-, kuuvalgus v\u00f5i t\u00e4navavalgus, mis on stseenis n\u00e4htav.<\/p>\n

\"Kuidas
\n\u201eV\u00e4ga kummalised asjad. 3. hooaeg\u201d, Dufferi vennad, 2019. aasta<\/i><\/p>\n

III \u2014 Renderdamise p\u00f5hialused<\/h2>\n

\nLevel disainerid m\u00f5istavad valgustuse t\u00e4htsust ja saavutavad selle abil stseeni soovitud tajumise. Taseme valgustamiseks ja visuaalsete eesm\u00e4rkide saavutamiseks peavad nad m\u00e4\u00e4rama staatilised valgusallikad, nende hajumise nurgad ja v\u00e4rvid. Need loovad teatud atmosf\u00e4\u00e4ri ja vajaliku \u00fclevaate. Kuid k\u00f5ik ei ole nii lihtne, sest valgustus s\u00f5ltub sellistest tehnilistest n\u00e4itajatest \u2014 n\u00e4iteks protsessori v\u00f5imsusest. Seet\u00f5ttu on olemas kaks t\u00fc\u00fcpi valgustust: eelnevalt arvutatud valgustus ja reaalajas renderdamine.<\/p>\n

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

\nDisainerid kasutavad staatilist valgustust, et m\u00e4\u00e4ratleda iga valgusallika omadused \u2014 sealhulgas selle asukoht, nurk ja v\u00e4rv. T\u00fc\u00fcpiliselt ei ole reaalajas globaalsete valgustuse rakendamine v\u00f5imalik j\u00f5udluse t\u00f5ttu. <\/p>\n

Eelnevalt arvutatud staatilist globaalset valgustust saab kasutada enamikes m\u00e4ngumootorites, sealhulgas Unreal Engine'is ja Unity's. Mootor \u201ek\u00f5pib\u201c sellise valgustuse spetsiaalsesse tekstuuri, mida nimetatakse \u201evalgustuskaardiks\u201c (lightmap). Need valgustuskaardid hoitakse koos teiste kaardifailidega, ning mootor p\u00f6\u00f6rdub nende poole stseeni renderdamisel. <\/p>\n

\"Kuidas
\nSama stseen: ilma valgustuseta (vasakul), ainult otsevalgustusega (keskel) ja kaudse globaalsete valgustustega (paremal). Illustratsioonid Unity Learn'ist.<\/i><\/p>\n

Lisaks valgustuskaartidele on olemas ka variikaardid, mida kasutatakse varjude loomisel. Algselt joonistatakse k\u00f5ik valgusallika arvesse v\u00f5ttes \u2014 see tekitab varju, mis peegeldab stseeni pikslitasandi s\u00fcgavust. Saadud pikslitasandi kaart nimetatakse variikaardiks. See sisaldab teavet valgusallika ja l\u00e4himate objektide vahelise kauguse kohta igas pikslis. Seej\u00e4rel teostatakse renderdamine, kus iga pinna piksel v\u00f5rreldakse variikaardiga. Kui pikseli ja valgusallika vahemaa on suurem kui see, mis on kirjas variikaardis, siis on piksel varjus.<\/p>\n

\"Kuidas
\nVariikaardi rakenduse algoritm. Illustratsioon OpenGl-tutorial'ist.<\/i><\/p>\n

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

\n\u00dcks klassikaline valgustusmudel reaalajas on Lambert'i mudel (\u0160veitsi matemaatiku Johann Heinrich Lambert'i auks). Reaalajas renderdamise korral saadab GPU objekti sageli \u00fckshaaval. See meetod kasutab objekti kuvamist (selle asukohta, p\u00f6\u00f6rlemisnurka ja m\u00f5\u00f5tmeid), et m\u00e4\u00e4rata, millist objekti pinda tuleb joonistada. <\/p>\n

Lambert'i valgustuse korral paistab valgus igast pindadest k\u00f5ikides suundades. Samas ei v\u00f5eta arvesse m\u00f5ningaid n\u00fcansse, n\u00e4iteks peegeldusi (Chandler Pralla artikkel). Et stseen n\u00e4eks realistlikum v\u00e4lja, lisatakse Lambert'i mudelile t\u00e4iendavad efektid \u2014 n\u00e4iteks s\u00e4demed.<\/p>\n

\"Kuidas
\nLambert'i varjutamine kupli n\u00e4itel. Illustratsioon Petr D'yachikhini materjalidest.<\/i><\/p>\n

Enamikul kaasaegsetest mootoritest (Unity, Unreal Engine, Frostbite ja teised) kasutatakse f\u00fc\u00fcsikaliselt korrektset renderdamist (Physically Based Rendering, PBR) ja varjutamist (artikkel Lucas Orsvarnast). PBR-varjutamine pakub intuitiivsemaid ja mugavamaid viise ja parameetreid pinna kirjeldamiseks. Unreal Engine'is on PBR-materjalidel j\u00e4rgmised parameetrid:<\/p>\n