Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Với dự đoán về PS5 và Project Scarlett sẽ hỗ trợ dò tia, tôi bắt đầu nghĩ đến ánh sáng trong trò chơi. Tôi tìm thấy tài liệu trong đó tác giả giải thích ánh sáng là gì, nó ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế, thay đổi lối chơi, tính thẩm mỹ và trải nghiệm. Tất cả đều có ví dụ và ảnh chụp màn hình. Trong trò chơi, bạn không nhận thấy ngay điều này.

Giới thiệu

Ánh sáng không chỉ để người chơi có thể nhìn thấy khung cảnh (mặc dù điều đó rất quan trọng). Ánh sáng ảnh hưởng đến cảm xúc. Nhiều kỹ thuật chiếu sáng trong sân khấu, phim ảnh và kiến ​​trúc được sử dụng để nâng cao cảm xúc. Tại sao các nhà thiết kế trò chơi không nên mượn những nguyên tắc này? Mối liên hệ giữa hình ảnh và phản ứng cảm xúc cung cấp một công cụ mạnh mẽ khác giúp bạn làm việc với nhân vật, câu chuyện, âm thanh, cơ chế trò chơi, v.v. Đồng thời, sự tương tác của ánh sáng với bề mặt cho phép bạn tác động đến độ sáng, màu sắc, độ tương phản, bóng và các hiệu ứng khác. Tất cả điều này dẫn đến một nền tảng mà mọi nhà thiết kế đều phải nắm vững.

Mục đích của tài liệu này là xác định xem thiết kế ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến tính thẩm mỹ và trải nghiệm người dùng của trò chơi. Hãy xem bản chất của ánh sáng và cách nó được sử dụng trong các lĩnh vực nghệ thuật khác để phân tích vai trò của nó trong trò chơi điện tử.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
"Hồ thiên nga", Alexander Ekman

I - Bản chất của ánh sáng

“Không gian, ánh sáng và trật tự. Đây là những thứ mà mọi người cần nhiều như họ cần một miếng bánh mì hoặc một nơi để nghỉ qua đêm”, Le Corbusier.

Ánh sáng tự nhiên hướng dẫn và đồng hành cùng chúng ta từ lúc chào đời. Nó là cần thiết, nó thiết lập nhịp điệu tự nhiên của chúng ta. Ánh sáng kiểm soát các quá trình của cơ thể chúng ta và ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học. Chúng ta hãy hiểu quang thông, cường độ ánh sáng, màu sắc và tiêu điểm là gì. Và khi đó chúng ta sẽ hiểu ánh sáng bao gồm những gì và nó hoạt động như thế nào.

1 – Mắt người nhìn thấy gì

Ánh sáng là một phần của quang phổ điện từ mà mắt có thể cảm nhận được. Trong vùng này, bước sóng nằm trong khoảng từ 380 đến 780 nm. Ban ngày chúng ta nhìn thấy màu sắc bằng hình nón, nhưng vào ban đêm mắt sử dụng hình que và chúng ta chỉ nhìn thấy các sắc thái của màu xám.

Các tính chất cơ bản của ánh sáng khả kiến ​​là hướng, cường độ, tần số và độ phân cực. Tốc độ của nó trong chân không là 300 m/s và đây là một trong những hằng số vật lý cơ bản.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Phổ điện từ nhìn thấy được

2 – Hướng lan truyền

Không có vật chất trong chân không và ánh sáng truyền thẳng. Tuy nhiên, nó hoạt động khác khi gặp nước, không khí và các chất khác. Khi tiếp xúc với một chất, một phần ánh sáng sẽ được hấp thụ và chuyển thành nhiệt năng. Khi va chạm với một vật liệu trong suốt, một phần ánh sáng cũng bị hấp thụ, phần còn lại xuyên qua. Các vật nhẵn, chẳng hạn như gương, phản chiếu ánh sáng. Nếu bề mặt của vật không bằng phẳng thì ánh sáng sẽ bị tán xạ.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơiÁnh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Hướng truyền ánh sáng

3 – Đặc điểm cơ bản

Dòng chảy ánh sáng. Lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng.
Đơn vị đo: lm (lumen).

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Sức mạnh của ánh sáng. Lượng ánh sáng truyền theo một hướng cụ thể.
Đơn vị đo: cd (candela).

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Chiếu sáng. Lượng ánh sáng rơi trên một bề mặt.
Độ sáng = quang thông (lm)/diện tích (m2).

Đơn vị đo: lx (lux).

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Độ sáng. Đây là đặc điểm cơ bản duy nhất của ánh sáng mà mắt người cảm nhận được. Một mặt, nó tính đến độ sáng của nguồn sáng, mặt khác là bề mặt, nghĩa là nó phụ thuộc rất nhiều vào mức độ phản xạ (màu sắc và bề mặt).
Đơn vị đo: cd/m2.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

4 - Nhiệt độ màu

Nhiệt độ màu được đo bằng Kelvin và biểu thị màu của một nguồn sáng cụ thể. Nhà vật lý người Anh William Kelvin đun nóng một cục than. Nó trở nên nóng đỏ, lung linh với nhiều màu sắc khác nhau tương ứng với các nhiệt độ khác nhau. Lúc đầu than có màu đỏ sẫm nhưng khi đun nóng thì màu chuyển sang màu vàng sáng. Ở nhiệt độ tối đa, ánh sáng phát ra có màu trắng xanh.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơiÁnh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Ánh Sáng Tự Nhiên, 24 Giờ, Simon Lakey

II - Kỹ thuật thiết kế chiếu sáng

Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét những kiểu chiếu sáng nào có thể được sử dụng để tác động đến tính biểu cảm của nội dung/hình ảnh. Để làm được điều này, chúng ta sẽ xác định những điểm tương đồng và khác biệt trong kỹ thuật chiếu sáng được các nghệ sĩ và nhà thiết kế ánh sáng sử dụng.

1 – Chiaroscuro và chủ nghĩa tenebrism

Chiaroscuro là một trong những khái niệm lý thuyết nghệ thuật đề cập đến sự phân bố ánh sáng. Nó được sử dụng để hiển thị các chuyển tiếp giai điệu nhằm truyền tải âm lượng và tâm trạng. Georges de La Tour nổi tiếng với các tác phẩm về chiaroscuro về đêm và những cảnh được chiếu sáng bởi ngọn nến. Không có nghệ sĩ tiền nhiệm nào của ông thực hiện những chuyển đổi như vậy một cách thành thạo như vậy. Ánh sáng và bóng tối đóng một vai trò quan trọng trong tác phẩm của anh ấy và là một phần của bố cục với nhiều biến thể khác nhau và thường là thay thế. Nghiên cứu các bức tranh của de La Tour giúp hiểu được cách sử dụng ánh sáng và các đặc tính của nó.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Georges de La Tour "Mary Magdalene sám hối", 1638-1643.

a - Độ tương phản cao

Trong bức tranh này, khuôn mặt và quần áo sáng màu nổi bật trên nền tối. Nhờ độ tương phản cao của tông màu, sự chú ý của người xem tập trung vào phần này của hình ảnh. Trong thực tế sẽ không có sự tương phản như vậy. Khoảng cách giữa mặt và nến lớn hơn giữa nến và tay. Tuy nhiên, khi so sánh với khuôn mặt, chúng ta thấy tông màu và độ tương phản trên bàn tay bị tắt đi. Georges de La Tour sử dụng những sự tương phản khác nhau để thu hút sự chú ý của người quan sát.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

b – Đường viền và nhịp điệu của ánh sáng

Do sự khác biệt lớn về tông màu, các đường viền xuất hiện ở một số khu vực dọc theo các cạnh của hình. Ngay cả ở những phần tối hơn của bức tranh, họa sĩ vẫn thích sử dụng các tông màu khác nhau để nhấn mạnh ranh giới của chủ thể. Ánh sáng không tập trung vào một khu vực mà trượt xuống: từ mặt đến chân.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

c – Nguồn sáng

Trong hầu hết các tác phẩm của Georges de La Tour, ông sử dụng nến hoặc đèn làm nguồn sáng. Hình ảnh cho thấy một ngọn nến đang cháy, nhưng chúng ta đã biết rằng chiaroscuro ở đây không phụ thuộc vào nó. Georges de La Tour đặt khuôn mặt trên nền tối và đặt một ngọn nến để tạo ra sự chuyển tiếp sắc nét giữa các tông màu. Để có độ tương phản cao, các tông màu sáng được đặt cạnh các tông màu tối để đạt được hiệu quả tối ưu.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

d — Chiaroscuro là sự kết hợp của các hình hình học

Nếu chúng ta đơn giản hóa ánh sáng và bóng tối trong tác phẩm này, chúng ta sẽ thấy các hình dạng hình học cơ bản. Sự thống nhất của tông màu sáng và tối tạo thành một bố cục đơn giản. Nó gián tiếp tạo ra cảm giác không gian trong đó vị trí của các vật thể và hình ảnh thể hiện tiền cảnh và hậu cảnh, tạo ra sự căng thẳng và năng lượng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

2 – Kỹ thuật chiếu sáng điện ảnh cơ bản

2.1 – Chiếu sáng từ ba điểm

Một trong những cách phổ biến và thành công nhất để chiếu sáng bất kỳ vật thể nào là chiếu sáng ba điểm, một phương án cổ điển của Hollywood. Kỹ thuật này cho phép bạn truyền tải khối lượng của một vật thể.

Key light (Key Lighting, tức là nguồn sáng chính)
Đây thường là ánh sáng mạnh nhất trong mỗi cảnh. Nó có thể đến từ bất cứ đâu, nguồn của nó có thể ở bên cạnh hoặc phía sau chủ thể (Jeremy Byrne "Digital Lighting and Rendering").

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Lấp đầy ánh sáng (nghĩa là ánh sáng để kiểm soát độ tương phản)
Đúng như tên gọi, nó được sử dụng để “điền vào” và loại bỏ các vùng tối do key light tạo ra. Ánh sáng lấp đầy ít cường độ hơn đáng kể và được đặt ở một góc so với nguồn sáng chính.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Ánh sáng nền (Đèn nền, tức là dải phân cách nền)
Nó được sử dụng để truyền tải khối lượng của cảnh. Nó tách chủ thể khỏi nền. Giống như ánh sáng lấp đầy, ánh sáng nền ít cường độ hơn và bao phủ một diện tích lớn hơn của đối tượng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

2.2 - Đáy

Do sự chuyển động của Mặt trời, chúng ta quen nhìn thấy mọi người được chiếu sáng từ mọi góc độ chứ không phải từ bên dưới. Phương pháp này trông rất khác thường.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Frankenstein, Cá voi James, 1931

2.3 - Phía Sau

Đối tượng được đặt giữa nguồn sáng và người xem. Do đó, ánh sáng xuất hiện xung quanh vật thể và các phần còn lại của nó vẫn ở trong bóng tối.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
"ET người ngoài hành tinh", Steven Spielberg, 1982

2.4 - Bên

Loại ánh sáng này được sử dụng để chiếu sáng cảnh từ phía bên. Nó tạo ra độ tương phản sắc nét giúp bộc lộ kết cấu và làm nổi bật các đường nét của đối tượng. Phương pháp này gần giống với kỹ thuật chiaroscuro.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Á quân Blade, Ridley Scott, 1982

2.5 - Ánh sáng thực tế

Đây là ánh sáng thực tế trong hiện trường, tức là đèn, nến, màn hình TV và những thứ khác. Ánh sáng bổ sung này có thể được sử dụng để tăng cường độ chiếu sáng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
"Barry Lyndon", Stanley Kubrick, 1975

2.6 - Ánh sáng phản chiếu

Ánh sáng từ nguồn mạnh bị phân tán bởi gương phản xạ hoặc bề mặt nào đó, chẳng hạn như tường hoặc trần nhà. Bằng cách này, ánh sáng bao phủ một diện tích lớn hơn và được phân bổ đều hơn.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Kị sĩ bóng đêm trỗi dậy, Christopher Nolan, 2012

2.7 - Ánh sáng cứng và dịu

Sự khác biệt chính giữa ánh sáng cứng và ánh sáng dịu là kích thước của nguồn sáng so với chủ thể. Mặt Trời là nguồn sáng lớn nhất trong Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, nó cách chúng ta 90 triệu km, nghĩa là nó là một nguồn sáng nhỏ. Nó tạo ra bóng cứng và theo đó là ánh sáng cứng. Nếu mây xuất hiện, toàn bộ bầu trời sẽ trở thành nguồn sáng khổng lồ và bóng tối khó phân biệt hơn. Điều này có nghĩa là một ánh sáng dịu nhẹ xuất hiện.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Ví dụ 3D với LEGO, João Prada, 2017

2.8 - Phím cao và phím thấp

Ánh sáng High Key được sử dụng để tạo ra những cảnh rất sáng. Nó thường gần như bị phơi sáng quá mức. Tất cả các nguồn sáng đều có công suất gần bằng nhau.
Không giống như chiếu sáng high key, với low key, khung cảnh rất tối và có thể có nguồn sáng mạnh trong đó. Vai trò chính được giao cho bóng tối chứ không phải ánh sáng để truyền tải cảm giác hồi hộp hoặc kịch tính.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
"THX 1138", George Lucas, 1971

2.9 - Chiếu sáng có động lực

Ánh sáng này bắt chước ánh sáng tự nhiên - mặt trời, ánh trăng, đèn đường, v.v. Nó được sử dụng để tăng cường ánh sáng thực tế. Các kỹ thuật đặc biệt giúp tạo ra ánh sáng có động lực một cách tự nhiên, chẳng hạn như các bộ lọc (gobo) để tạo hiệu ứng cửa sổ có rèm che.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Lái xe, Nicolas Winding Refn, 2011

2.10 — Ánh sáng bên ngoài

Đây có thể là ánh sáng mặt trời, ánh trăng hoặc đèn đường có thể nhìn thấy được trong khung cảnh.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
“Những điều rất kỳ lạ. Phần 3", Anh em nhà Duffer, 2019

III - Cơ bản về kết xuất

Các nhà thiết kế cấp độ hiểu tầm quan trọng của ánh sáng và sử dụng nó để đạt được nhận thức nhất định về khung cảnh. Để chiếu sáng một mức độ và đạt được mục tiêu thị giác mong muốn, họ cần xác định nguồn sáng tĩnh, góc truyền và màu sắc của chúng. Họ thiết lập một bầu không khí nhất định và cái nhìn tổng quan cần thiết. Nhưng mọi thứ không đơn giản như vậy, vì ánh sáng phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật - ví dụ như sức mạnh của bộ xử lý. Do đó, có hai loại ánh sáng: ánh sáng được tính toán trước và hiển thị thời gian thực.

1 - Ánh sáng được tính toán trước

Các nhà thiết kế sử dụng ánh sáng tĩnh để xác định đặc điểm chiếu sáng của từng nguồn—bao gồm vị trí, góc và màu sắc của nó. Thông thường, việc triển khai chiếu sáng toàn cầu trong thời gian thực là không thể do các vấn đề về hiệu suất.

Chiếu sáng toàn cục tĩnh được kết xuất trước có thể được sử dụng trong hầu hết các công cụ, bao gồm cả Unreal Engine và Unity. Công cụ này “nướng” ánh sáng như vậy thành một kết cấu đặc biệt, được gọi là “bản đồ ánh sáng” (lightmap). Các bản đồ ánh sáng này được lưu trữ cùng với các tệp bản đồ khác và công cụ truy cập chúng khi hiển thị cảnh.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Cảnh tương tự: không được chiếu sáng (trái), chỉ được chiếu sáng trực tiếp (giữa) và được chiếu sáng toàn bộ gián tiếp (phải). Tác phẩm nghệ thuật từ Unity Learn

Ngoài bản đồ ánh sáng, còn có bản đồ bóng, theo đó, được sử dụng để tạo bóng. Đầu tiên, mọi thứ được hiển thị có tính đến nguồn sáng - nó tạo ra bóng phản ánh độ sâu pixel của cảnh. Bản đồ độ sâu pixel thu được được gọi là bản đồ bóng. Nó chứa thông tin về khoảng cách giữa nguồn sáng và các vật thể gần nhất cho mỗi pixel. Sau đó, quá trình kết xuất được thực hiện, trong đó mọi pixel trên bề mặt được kiểm tra dựa trên bản đồ bóng. Nếu khoảng cách giữa pixel và nguồn sáng lớn hơn khoảng cách được ghi trong bản đồ bóng thì pixel đó nằm trong bóng tối.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Thuật toán áp dụng bản đồ bóng. Minh họa từ OpenGl-tutorial

2 - Hiển thị thời gian thực

Một trong những mô hình chiếu sáng cổ điển cho thời gian thực được gọi là mô hình Lambert (theo tên nhà toán học Thụy Sĩ Johann Heinrich Lambert). Khi kết xuất trong thời gian thực, GPU thường gửi từng đối tượng một. Phương pháp này sử dụng màn hình hiển thị của đối tượng (vị trí, góc quay và tỷ lệ) để xác định bề mặt nào của nó sẽ được vẽ.

Trong trường hợp chiếu sáng Lambert, ánh sáng đến từ mọi điểm trên bề mặt theo mọi hướng. Điều này không tính đến một số chi tiết tinh tế, chẳng hạn như những phản ánh (bài viết của Chandler Prall). Để làm cho cảnh trông thực tế hơn, các hiệu ứng bổ sung được áp dụng cho mô hình của Lambert - chẳng hạn như ánh sáng chói.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tạo bóng Lambert bằng cách sử dụng một hình cầu làm ví dụ. Minh họa từ tài liệu của Peter Dyachikhin

Hầu hết các công cụ hiện đại (Unity, Unreal Engine, Frostbite và các công cụ khác) đều sử dụng kết xuất dựa trên vật lý (Kết xuất dựa trên vật lý, PBR) và đổ bóng (bài viết của Lukas Orsvarn). Tạo bóng PBR cung cấp các cách thức và thông số trực quan và thuận tiện hơn để mô tả bề mặt. Trong Unreal Engine, vật liệu PBR có các thông số sau:

  • Màu cơ bản - Kết cấu thực tế của bề mặt.
  • Độ nhám - bề mặt không bằng phẳng như thế nào.
  • Kim loại—Bề mặt có phải là kim loại hay không.
  • Specular (độ đặc hiệu) - lượng ánh sáng chói trên bề mặt.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Không có PBR (trái), PBR (phải). Minh họa từ studio Meta 3D

Tuy nhiên, có một cách tiếp cận khác để kết xuất: dò tia. Công nghệ này trước đây không được xem xét do các vấn đề về hiệu suất và tối ưu hóa. Nó chỉ được sử dụng trong ngành công nghiệp điện ảnh và truyền hình. Nhưng việc phát hành card màn hình thế hệ mới đã giúp người ta lần đầu tiên có thể sử dụng phương pháp này trong trò chơi điện tử.

Dò tia là công nghệ kết xuất tạo ra hiệu ứng ánh sáng chân thực hơn. Nó tái tạo các nguyên tắc truyền ánh sáng trong môi trường thực tế. Các tia phát ra từ một nguồn sáng hoạt động giống như photon. Chúng được phản ánh từ các bề mặt theo bất kỳ hướng nào. Đồng thời, khi các tia phản xạ hoặc tia trực tiếp đi vào máy ảnh, chúng sẽ truyền thông tin hình ảnh về bề mặt mà chúng bị phản xạ (ví dụ: chúng báo cáo màu sắc của nó). Nhiều dự án từ E3 2019 sẽ hỗ trợ công nghệ này.

3 – Các loại nguồn sáng

3.1 - Điểm sáng

Phát ra ánh sáng theo mọi hướng, giống như bóng đèn thông thường ngoài đời thực.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu về động cơ không thực

3.2 - Điểm sáng

Phát ra ánh sáng từ một điểm, với ánh sáng lan tỏa như hình nón. Ví dụ thực tế: đèn pin.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu về động cơ không thực

3.3 - Nguồn sáng có diện tích (Area light)

Phát ra các tia sáng trực tiếp từ một đường viền cụ thể (chẳng hạn như hình chữ nhật hoặc hình tròn). Ánh sáng như vậy gây áp lực lớn lên bộ xử lý vì máy tính tính toán tất cả các điểm phát ra ánh sáng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu thống nhất

3.4 - Nguồn sáng định hướng

Mô phỏng Mặt trời hoặc nguồn sáng ở xa khác. Tất cả các tia đều chuyển động cùng hướng và có thể coi là song song.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu thống nhất

3.5 - Ánh sáng phát xạ

Nguồn sáng phát xạ hoặc vật liệu phát xạ (Vật liệu phát xạ trong UE4) dễ dàng và hiệu quả tạo ra ảo giác rằng vật liệu đang phát ra ánh sáng. Có hiệu ứng mờ của ánh sáng - nó có thể nhìn thấy được nếu bạn nhìn vào một vật thể rất sáng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu về động cơ không thực

3.6 - Ánh sáng xung quanh

Một cảnh trong Doom 3 được chiếu sáng bằng đèn trên tường, động cơ tạo ra bóng tối. Nếu bề mặt ở trong bóng râm, nó sẽ sơn màu đen. Trong đời thực, các hạt ánh sáng (photon) có thể bị phản xạ từ các bề mặt. Trong các hệ thống kết xuất tiên tiến hơn, ánh sáng được đưa vào kết cấu hoặc được tính toán theo thời gian thực (chiếu sáng toàn cầu). Các công cụ trò chơi cũ hơn - chẳng hạn như ID Tech 3 (Doom) - đã dành quá nhiều tài nguyên để tính toán ánh sáng gián tiếp. Để giải quyết vấn đề thiếu ánh sáng gián tiếp, người ta đã sử dụng ánh sáng khuếch tán. Và tất cả các bề mặt ít nhất được chiếu sáng một chút.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Động cơ Doom 3 (động cơ IdTech 4)

3.7 - Chiếu sáng toàn cầu

Chiếu sáng toàn cầu là một nỗ lực nhằm tính toán sự phản xạ ánh sáng từ vật này sang vật khác. Quá trình này tải bộ xử lý nhiều hơn ánh sáng xung quanh.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Tài liệu về động cơ không thực

IV - Thiết kế ánh sáng trong trò chơi điện tử

Bố cục hình ảnh (vị trí ánh sáng, góc, màu sắc, trường nhìn, chuyển động) có tác động lớn đến cách người dùng cảm nhận môi trường trò chơi.

Nhà thiết kế Will Wright đã phát biểu tại GDC về chức năng của bố cục hình ảnh trong môi trường chơi game. Đặc biệt, nó hướng sự chú ý của người chơi đến các yếu tố quan trọng - điều này xảy ra bằng cách điều chỉnh độ bão hòa, độ sáng và màu sắc của các vật thể trong cấp độ.
Tất cả điều này ảnh hưởng đến lối chơi.

Bầu không khí phù hợp sẽ thu hút người chơi về mặt cảm xúc. Các nhà thiết kế phải quan tâm đến điều này bằng cách tạo ra sự liên tục về mặt hình ảnh.

Maggie Safe El-Nasr đã tiến hành một số thử nghiệm - cô mời những người dùng chưa quen với game bắn súng FPS chơi Unreal Tourathon. Do thiết kế ánh sáng kém nên người chơi nhận ra kẻ thù quá muộn và chết nhanh chóng. Chúng tôi cảm thấy khó chịu và trong hầu hết các trường hợp đã bỏ cuộc.

Ánh sáng tạo ra hiệu ứng, nhưng nó có thể được sử dụng trong trò chơi điện tử khác với trong rạp hát, phim ảnh và kiến ​​trúc. Từ góc độ thiết kế, có bảy loại mô tả các kiểu chiếu sáng. Và ở đây chúng ta không được quên những cảm xúc.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi
Các yếu tố thiết kế trong nghệ thuật cấp độ, Jeremy Price

1 - Hướng dẫn

Uncharted 4
Trong 100 điều mọi nhà thiết kế cần biết về con người, Susan Weinschenk khám phá tầm quan trọng của tầm nhìn trung tâm và ngoại vi.

Vì tầm nhìn trung tâm là thứ đầu tiên chúng ta nhìn thấy nên nó phải bao gồm các yếu tố quan trọng mà người chơi phải nhìn thấy theo dự định của nhà thiết kế. Tầm nhìn ngoại vi cung cấp bối cảnh và củng cố tầm nhìn trung tâm.

Trò chơi Uncharted là một ví dụ điển hình về điều này - ánh sáng đi vào tầm nhìn trung tâm và hướng dẫn người chơi. Nhưng nếu các yếu tố trong tầm nhìn ngoại vi xung đột với tầm nhìn trung tâm, thì mối liên hệ giữa nhà thiết kế và người chơi sẽ bị phá vỡ.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Cho đến khi bình minh
Nó sử dụng ánh sáng để hướng dẫn người chơi. Giám đốc sáng tạo của Studio Will Byles cho biết: “Thách thức lớn nhất đối với chúng tôi là tạo ra bầu không khí sợ hãi mà không khiến mọi thứ trở nên tối tăm. Thật không may, khi hình ảnh quá tối, game engine sẽ cố gắng làm cho nó sáng hơn và ngược lại. Chúng tôi phải phát minh ra những kỹ thuật mới để giải quyết vấn đề này."

Như bạn có thể thấy trong hình minh họa bên dưới, ánh sáng ấm áp nổi bật trên nền xanh lam, thu hút sự chú ý của người chơi.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

2 - Ánh sáng/Khung hình

Resident Evil 2 Remake

Ánh sáng trong RE2 Remake có thể thay đổi khung hình. Khi bạn đi qua những hành lang tối tăm của Sở cảnh sát thành phố Raccoon, nguồn sáng chính là đèn pin của người chơi. Loại ánh sáng này là một cơ chế mạnh mẽ. Phối cảnh bị thay đổi thu hút sự chú ý của người chơi vào khu vực được chiếu sáng và loại bỏ mọi thứ khác do độ tương phản mạnh.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Những tâm hồn đen tối tôi

Lăng mộ của những người khổng lồ là một trong những địa điểm rất tối trong game với rất nhiều vách đá nguy hiểm. Nó có thể vượt qua nếu bạn coi chừng những viên đá phát sáng và di chuyển cẩn thận để không bị rơi. Bạn cũng nên cẩn thận với đôi mắt trắng sáng, vì đây chính là kẻ thù.

Bán kính chiếu sáng từ người chơi bị giảm đi rất nhiều, tầm nhìn trong bóng tối bị hạn chế. Bằng cách cầm đèn pin bằng tay trái, người chơi sẽ tăng cả độ chiếu sáng và tầm nhìn của mình. Đồng thời, đèn pin giảm thiểu đáng kể thiệt hại gây ra và bạn phải lựa chọn: tầm nhìn hoặc khả năng bảo vệ.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

3 - Tường thuật

Làm mồi

Vì trạm diễn ra hành động nằm trên quỹ đạo nên trò chơi có chu kỳ ánh sáng đặc biệt. Nó xác định hướng ánh sáng và theo đó, ảnh hưởng lớn đến lối chơi. Trò chơi này khiến việc tìm kiếm vật phẩm và địa điểm trở nên khó khăn hơn bình thường. Ở những phần xa hơn, người chơi có thể giải quyết vấn đề bằng cách nhìn chúng từ một góc độ từ bên trong nhà ga và từ một góc độ khác từ bên ngoài.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Cô lập người nước ngoài

Trong Alien, ánh sáng được sử dụng để hướng dẫn người chơi và tạo cảm giác sợ hãi. Người dùng thường xuyên căng thẳng - ở đâu đó trong bóng tối, một con xenomorph đang ẩn náu.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

4 - Ngụy trang

Tế bào Splinter: Danh sách đen

Ánh sáng trong đó không chỉ hướng dẫn người dùng mà còn được sử dụng như một cơ chế trò chơi.

Ở nhiều địa điểm, người chơi sử dụng bóng tối để đi trên đường an toàn và tránh kẻ thù. Trong Splinter Cell, vai trò của “máy đo khả năng hiển thị” được thực hiện bởi ánh sáng trên trang bị của nhân vật - người chơi càng ẩn nấp thì ánh sáng càng phát sáng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Đánh dấu của Ninja

Trong Mark of the Ninja, ánh sáng và bóng tối hoàn toàn đối lập nhau. Nhà thiết kế chính của trò chơi, Nels Andersen, cho biết: “Vẻ ngoài của nhân vật cho biết bạn có được nhìn thấy hay không. Nếu bạn ẩn mình, bạn sẽ mặc đồ đen, chỉ một số chi tiết được tô màu đỏ, trong ánh sáng - bạn được tô màu đầy đủ" (bài Mark of the Ninja's XNUMX quy tắc thiết kế tàng hình).

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

5 - Chiến đấu/Phòng thủ

Alan Wake

Chiếc đèn pin trong Alan Wake là một loại vũ khí. Không có nó, không thể loại bỏ kẻ thù. Bạn cần chiếu ánh sáng vào chúng và giữ nó trong một thời gian nhất định - bằng cách này chúng trở nên dễ bị tổn thương và có thể bị giết. Khi ánh sáng chiếu vào kẻ thù, một quầng sáng xuất hiện, sau đó nó giảm dần và vật thể bắt đầu phát sáng. Lúc này người chơi có thể bắn kẻ thù.

Bạn cũng có thể sử dụng pháo sáng và lựu đạn gây choáng để tiêu diệt kẻ thù.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Một bệnh dịch hạch: Vô tội

Trong dự án từ Asobo Studio, bạn có thể sử dụng chuột để chống lại con người. Ví dụ, nếu bạn làm vỡ đèn lồng của kẻ thù, hắn sẽ ngay lập tức chìm vào bóng tối, nơi không ngăn được lũ chuột.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

6 - Cảnh báo/Phản hồi

Deus Ex: Nhân loại Divided

Trong Deus Ex, camera an ninh giám sát những gì đang xảy ra trong tầm nhìn của chúng, vốn bị giới hạn bởi hình nón ánh sáng. Đèn có màu xanh khi chúng ở trạng thái trung tính. Sau khi phát hiện kẻ thù, camera chuyển đèn sang màu vàng, phát ra tiếng bíp và theo dõi mục tiêu trong vài giây hoặc cho đến khi kẻ thù rời khỏi tầm nhìn. Sau vài giây, đèn chuyển sang màu đỏ và camera phát ra âm thanh báo động. Do đó, sự tương tác với người chơi được thực hiện với sự trợ giúp của ánh sáng.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Hiệp sĩ Hollow

Metroidvania của Team Cherry thay đổi ánh sáng thường xuyên hơn mức người chơi nhận thấy.

Ví dụ: mỗi khi bạn nhận sát thương, hình ảnh sẽ đóng băng trong giây lát và hiệu ứng kính vỡ sẽ xuất hiện bên cạnh anh hùng. Ánh sáng chung bị mờ đi, nhưng các nguồn sáng gần anh hùng nhất (đèn và đom đóm) không tắt. Điều này giúp nhấn mạnh tầm quan trọng và sức mạnh của mỗi đòn nhận được.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

7 - Sự tách biệt

Assassin's Creed Odyssey

Chu kỳ ngày và đêm là trung tâm của Odyssey. Vào ban đêm, có ít cuộc tuần tra hơn và người chơi có nhiều khả năng không bị phát hiện hơn.

Thời gian trong ngày có thể được thay đổi bất cứ lúc nào - điều này được cung cấp trong trò chơi. Vào ban đêm, tầm nhìn của kẻ thù bị suy yếu và nhiều kẻ trong số chúng đi ngủ. Việc né tránh và tấn công đối thủ trở nên dễ dàng hơn.

Sự thay đổi ngày và đêm ở đây là một hệ thống đặc biệt và luật chơi thay đổi hoàn toàn tùy theo thời gian trong ngày.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

Đừng bỏ đói

Trình mô phỏng sinh tồn Don't Starve không tha cho những người mới đến vào ban đêm - ở đây đi bộ trong bóng tối là nguy hiểm. Sau năm giây, người chơi bị tấn công và nhận sát thương. Một nguồn ánh sáng là cần thiết cho sự sống còn.

Mob ngủ ngay khi màn đêm buông xuống và thức dậy khi mặt trời mọc. Một số sinh vật ngủ vào ban ngày có thể thức dậy. Cây cối không phát triển. Thịt không bị khô. Chu kỳ ngày đêm hình thành nên hệ thống, chia luật chơi thành hai loại.

Ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế trò chơi và trải nghiệm chơi trò chơi

V – Kết luận

Nhiều kỹ thuật chiếu sáng mà chúng ta thấy trong mỹ thuật, phim ảnh và kiến ​​trúc được sử dụng trong quá trình phát triển trò chơi để bổ sung tính thẩm mỹ cho không gian ảo và nâng cao trải nghiệm của người chơi. Tuy nhiên, trò chơi rất khác với rạp chiếu phim hoặc sân khấu - môi trường trong đó rất năng động và khó đoán. Ngoài ánh sáng tĩnh, nguồn ánh sáng động được sử dụng. Họ thêm tính tương tác và cảm xúc phù hợp.

Ánh sáng là toàn bộ các công cụ. Nó mang lại cho các nghệ sĩ và nhà thiết kế nhiều cơ hội để thu hút người chơi hơn nữa.

Sự phát triển của công nghệ cũng đã ảnh hưởng đến điều này. Giờ đây, công cụ trò chơi có nhiều cài đặt ánh sáng hơn - giờ đây nó không chỉ chiếu sáng các địa điểm mà còn ảnh hưởng đến thiết kế trò chơi.

Các tài liệu tham khảo

  1. Seif El-Nasr, M., Miron, K. và Zupko, J. (2005). Hệ thống chiếu sáng thông minh cho trải nghiệm chơi game tốt hơn. Kỷ yếu tương tác giữa máy tính và con người năm 2005, Portland, Oregon.
  2. Seif El-Nasr, M. (2005). Chiếu sáng thông minh cho môi trường trò chơi. Tạp chí phát triển trò chơi, 1(2),
  3. Birn, J. (Ed.) (2000). Chiếu sáng và kết xuất kỹ thuật số. Những tay đua mới, Indianapolis.
  4. Calahan, S. (1996). Kể chuyện thông qua ánh sáng: góc nhìn đồ họa máy tính. Ghi chú khóa học Siggraph.
  5. Seif El-Nasr, M. và Rao, C. (2004). Trực quan hướng sự chú ý của người dùng trong môi trường 3D tương tác. Phiên áp phích Siggraph.
  6. Reid, F. (1992). Cẩm nang chiếu sáng sân khấu. A&C Black, Luân Đôn.
  7. Reid, F. (1995). Chiếu sáng sân khấu. Báo chí tiêu điểm, Boston.
  8. Petr Dyachikhin (2017), Công nghệ trò chơi điện tử hiện đại: Xu hướng và đổi mới, Luận văn cử nhân, Đại học khoa học ứng dụng Savonia
  9. Trung tâm học tập Adorama (2018), Kỹ thuật chiếu sáng quay phim cơ bản, từ (https://www.adorama.com/alc/basic-cinematography-lighting-techniques)
  10. Seif El-Nasr, M., Niendenthal, S. Knez, I., Almeida, P. và Zupko, J. (2007), Ánh sáng động cho sự căng thẳng trong trò chơi, tạp chí quốc tế về nghiên cứu trò chơi máy tính
  11. Yakup Mohd Rafee, Tiến sĩ. (2015), Khám phá bức tranh của Georges de la Tour dựa trên lý thuyết Chiaroscuro và tenebrism, Đại học Malaysia Sarawak
  12. Sophie-Louise Millington (2016), Ánh sáng trong trò chơi: Ánh sáng có ảnh hưởng đến sự tương tác và cảm xúc của người chơi trong môi trường không?, Đại học Derby
  13. Giáo sư Stephen A. Nelson (2014), Tính chất của ánh sáng và kiểm tra các chất đẳng hướng, Đại học Tulane
  14. Giấy phép Creative Commons Ghi công-Chia sẻ tương tự (2019), The Dark Mod, từ (https://en.wikipedia.org/wiki/The_Dark_Mod)

Nguồn: www.habr.com

Thêm một lời nhận xét