Как устроена постановка света в современных играх и кто такой художник по освещению в GameDev

Ребята, всем привет!!!

Сегодня «прольем» свет на базовую деталь игрового дизайна, которая управляет нашими эмоциями. Побеседуем о магии при создании света и цвета, которая способна вызвать ужас, раздражение, восхищение, восторг, тревогу, эйфорию и еще, миллион различных эмоций у игрока, или указать направление движения при развитии сюжета по ходу игры.

Для того, чтобы достичь такого результата, подчас, на лбу у художника по освещению, возникает легкая испарина. Шучу, не такая как на фото, но работа эта достаточно интересная. Причем может стоят задача по освещению одной какой-то сцены, а может и все игры в целом.

Свет в играх, как в кино так и в фотографии решает очень конкретные задачи: передает настроение, подчеркивает объем, а базовые приемы сочетания света и цвета помогают в навигации на уровне и понимания окружения в целом. Необходимые участки всегда подсвечиваются, подкрашиваются и делаются контрастными (степень контрастности зависит от конкретной задачи), это так называемые маркеры, чтобы игрокам было легче ориентироваться по локации и сюжетной линии, в целом. Каждый цвет отвечает за конкретную эмоцию игрока: желтый за радость, красный за ярость и агрессию, зеленый за покой и умиротворение, черный за тревогу или что-то гнетущее и т.д.

Кстати, по природе человеческий глаз настроен больше всего «настроен» на восприятие зеленых оттенков. Даже если будет куча разных цветов и полутонов на картине, первым, что зафиксирует глаз, это объекты, имеющие в своем составе зеленый цвет или свет. «Теплый свет костров в Dark Souls пример того, как можно обозначить «убежище» для игрока посреди гнетущей, кошмарной и пугающей атмосферы игры. Они по сути выступают маяком во тьме, который сопровождает игрока и наполняет его чувством облегчения и безопасности давая небольшую передышку и создавая ощущение тепла и покоя, после продолжительного боя или дальнего путешествия…»

C помощью света, всегда, можно обозначить квестовые точки (будь-то моменты сохранения, пополнение запасов той или иной жизненоважной субстанции и т.д.), маркер маршрута и/или места, где можно спрятаться и остаться незамеченным. В ряде случаев игрок может сам может влиять на освещение, потушить свечку или разбить лампочку, как например, это было сделано в Thief: Deadly Shadows.

Динамичное освещение позволяет игроку выбирать и принимать решения в процессе игры, чувствовать себя причастным к созданию сценария. А насыщенный свет дает яркие эмоции и, чем более детальное освещение используется, тем более захватывающей становится локация и весь геймплей в целом.

Но здесь есть и «маленький» подводный камень. А давайте осветим все и вся источниками света и будем наслаждаться каждой деталью! Но, спешу тебя расстроить, такого сделать нельзя, на это есть ряд ограничений:

— необходимо соблюдать игровой баланс все игры в целом, цвет должен стоять именно, там где надо, так как задумал гейм-дизайнер;

— много света, большая нагрузка на систему в целом, надо много потратить ресурсов (машинных, временных, алгоритмических) на трассировку лучей, переотражения, блики, тени, полутени и т.д.;

— также это влияет на работу рендера, шейдеров, текстур и моделей в целом, чем более сложное освещение используется тем более сложная модель для расчета и настройки требуется. Здесь имеется в виду, что для сложного освещения необходима очень качественные материалы, что бы их красота проявилась в полном объеме.

Ну что же давайте, наконец разберемся, что должен знать и уметь художник по освещению?

В основе решений лежит идея игры и пример освещения, который нужно реализовать на локации. При этом не стоит забывать, что это игра и если нужно создать ночное освещение, окружение всё же должно оставаться видимым, если только иное, не задумано сценарием;

Картинка сложится и будет приятной глазу, когда художник тщательно поработает над бликами и тоном. Раз уж мебель в пыли, для примера, то должна выглядеть матовой, но в то же время должна отражать блики света;

Объекты, которые художник выделяет определенным цветом или подсвечивает, скорее привлекают внимание игрока. Это может быть маяк или свет фонаря в окне очередного «заброса» в стан противника;

Баланс света и цвета также представляется тонким моментом. Уж если освещение в комнате подсветили красным светом, цвет теней должен быть с ним в гармонии;

Чтобы прийти к гармонии надо понимать природу света.

Само понятие света многогранно. Это первое с чем мы сталкиваемся, когда открываем глаза по утрам или к обеду. Свет несет информацию об окружающем мире, может быть естественным или искусственным и дает возможность коммуникации, связи. Он может быть искусственным и естественным, иметь свое направление, отражаться, преломляться и быть более или менее интенсивный. Свет имеет определенную частоту, поляризацию и даже скорость. Направление свету задает пространство и вещества. В вакууме он распространяется прямо, в атмосфере способен рассеиваться, а от зеркала отражаться.

При контакте с некоторыми веществами свет способен выделять тепловую энергию, а по мере нагревания часть веществ изменяют цвет. При дизайне геймплея, это нужно учитывать, чтобы добиться правдоподобности. Не стоит забывать и про разнообразие источников света, которые прописаны в настройках.

Какими же бывают источники света?

Название источников может различаться, в зависимости от софта рендера), в котором работает художник, это может быть Unity, Unreal, Houdini, Cryengine, Clarisse и т.д. Ниже представлены наиболее часто-встречающиеся обозначения.

Точечный источник или Spot Ligth излучает свет во всех направлениях, как лампочка, а прожекторный источник больше напоминает фонарик, при этом свет распространяется словно конус, как из фонарика.

Area Ligth ― источник света, который имеет площадь, а лучи излучает из конкретного контура: прямоугольника, треугольника или круга. Сильно перегружает процессор, если что.

Источник направленного света или Direction Ligth ― имитирует солнце или другой отдаленный источник света.

Emissive Ligth — излучающий источник света, создает иллюзию того, что материал излучает свет.

Кинематографические приемы освещения, тоже можно и нужно использовать, например, основной, заполняющий и фоновый света. Первый, самый мощный источник, располагается сбоку или за объектом, заполняющий менее интенсивный и располагается под углом к основному источнику, а фоновый отделяет объект от фона и покрывает большую площадь объекта. Всё вместе прием освещения объекта с трех точек.

Каждая техника добавляет особенный стиль локации. Освещение снизу выглядит непривычно и привлекает, свет сзади создает свечение вокруг объекта, сбоку подсвечивает сцену со стороны. Отраженные лучи ложатся равномерно и покрывают большую площадь, а другие техники способны имитировать наружный или естественный свет. И это всё ради того, чтобы перенести нас в атмосферу нового мира в новой роли и дать почувствовать себя его частью.