Физически корректный рендеринг и пост-эффекты

В этом блоге разработчиков Rise of the Tomb Raider мы узнаем о технологиях и эффектах, используемых в игре для создания богатого правдоподобного окружения.

Физически корректный рендеринг и пост-эффекты.

Майк Оливер (Mike Oliver) – технический арт-директор

Одной из главных задач в Rise of the Tomb Raider было создать богатое, правдоподобное окружение, которое основано на реальности. Окружение, в котором игроки чувствуют личную связь с Ларой и ее приключением. Это очень сложная задача из-за ограничений игровой среды и постоянно меняющегося мира. Физически корректный рендеринг и пост-эффекты очень помогают в решении этой задачи.

Физически корректный рендеринг – относительно новая технология в видео играх, но она широко применяется в кинопроизводстве многие годы. Она позволяет художникам точно имитировать материалы реального мира и условия освещения. Поверхности достоверно отражают и преломляют свет, основываясь на свои свойства поглощения и рассеивания. В целом они выглядят и ведут себя более реалистично и естественно. Правильное освещение достигается с помощью изображений, которые имитируют реальные условия освещения. Совмещение этих технологий очень помогает в создании правдоподобного и реалистичного окружения.

Пост-эффекты также играют важную роль в создании правдоподобного мира. Это фильтры, которые применяются к миру и придают финальный вид и целостность.

Ниже список часто используемых технологий и эффектов в Rise of the Tomb Raider.

• Освещение по ключевым изображениям

Освещение по ключевым изображениям – технология, когда световая информация заложена в текстуру, так называемый "зонд". "Зонды" проектируют световую информацию на окружающую область, имитируя реалистичные условия освещения. Ниже пример комнаты, освещенной только прямым светом (слева), и та же комната, но с примененным световым зондом (справа). Эта техника позволяет художнику создавать сцены с меньшим количеством света, в то же время увеличивается возможность изменять условия и повышается качество.

• Физически корректные материалы

Чтобы извлечь пользу из новой модели освещения по ключевым изображениям, использованной в Rise of the Tomb Raider, мы также внесли корректировки в работу с материалами для поддержания физически корректных материалов. Физически корректные материалы позволяют более точно и естественно передавать поверхности, которые сохраняют свои свойства в различных условиях освещения. Эти материалы состоят из 3 частей. Альбедо, резкость и отражение. Альбедо определяет интенсивность цвета на поверхности. Отражение отвечает за металлические свойства поверхности, а резкость – сколько отраженного света рассеивается.

• Спецэффекты 

Наряду с работой физически корректного рендеринга, мы добавили и улучшили число эффектов постобработки. Эффекты постобработки – завершающие штрихи, которые художники применяют к сцене, чтобы соединить все элементы. Они в значительной мере отвечают за вид и восприятие Rise of the Tomb Raider.

• Цветокоррекция

Цветокоррекция – пост-эффект, повсеместно используемый в Rise of theTomb Raider. Цветокоррекция позволяет художникам внести корректировки в готовые отрендеренные изображения, например, изменить яркость, насыщенность, контраст и перераспределение цветов. Этот эффект достигается с помощью "таблицы преобразования". Таблица преобразования представляет собой текстуру 256x16 которая содержит всю информацию об изменениях цвета. Это очень мощная функция в Rise of the Tomb Raider, потому что она является финальным штрихом, задающим настроение, повествование и эмоциональное состояние в уровне.

Ниже несколько вариаций того, что можно достичь с помощью цветокоррекции. Таблица преобразования слева – рендер из игры без применения цветокоррекции. А справа – используемая в данном конкретном уровне таблица преобразования. Теплые и фантазийный таблицы преобразования ниже еще один пример того, как можно легко изменить тон и настроение местности.

• Адаптивная тональная компрессия

Адаптивная тональная компрессия – еще одна технология в современных видеоиграх, которая появилась благодаря физически корректному рендерингу. Сцены теперь освещаются в HDR, это означает, что они могут быть исключительно яркими.

Телевидение, как и наши глаза, не может визуализировать такой световой диапозон без корректировки. Адаптивная тональная компрессия автоматически переносит этот широкий диапазон света в диапазон, который могут передать мониторы. В Rise of the Tomb Raider это больше всего видно при смене яркости, когда вы выходите из темной местности на свет. Освещение ведет себя так, как если бы вы смотрели на все своими глазами.

• Преграждение окружающего света в экранном пространстве 
  

Рассеянное затенение – технология рендеринга, используемая для расчета доли пространства, на которое влияет рассеянный свет. Области, на которые он действует меньше, более темные и затемненные. В мире Rise of the Tomb Raider рассеянное затенение играет очень важную роль, потому что оно помогает интегрировать объекты в окружение и делает их более реальными.

• Размытие в движении

Размытие в движении – пост-эффект, часто используемый в Rise of the Tomb Raider. Так как большая часть геймплея сосредоточена на исследовании и перемещении, мы использовали размытие в движении, чтобы помочь создать правдоподобное окружение, создавая ощущение скорости, непрерывности движения и целостности.

• Глубина поля зрения

Глубина поля зрения – диапазон между ближайшей и дальней точками, который находится в фокусе. В Rise of the Tomb Raider мы используем глубину поля зрения, чтобы разделить элементы переднего плана и фона, а также обратить внимание игрока на ключевые области.

• Отражения в экранном пространстве

Отражения в экранном пространстве – еще одна новая функция, добавленная в Rise of the Tomb Raider. Это мало затратный способ отражать окружение, которое помогает интегрировать Лару в среду и создать правдоподобный мир.

• Экранные блики

Экранные блики – едва различимая функция, которую мы используем во всей игре. Блики появляются на грязи на линзе камеры, во время разных условий освещения, обычно это маленькие частицы пыли или капли. Мы используем эту технологию для улучшения общей атмосферы и ощущений в Rise of the Tomb Raider.

• Объемное освещение

Объемное освещение – 3D эффект, который имитирует лучи света в окружении, такие как свет, проходящий через окно. Он помогает создать правдоподобную атмосферу, с которой взаимодействует персонаж. К тому же, это отличный механизм повествования, который используется для указания игроку на интересные места.

Перевод: Таня Машукова.

<Предыдущий блог  об оживлении Лары.