Как стать автором
Обновить
  • по релевантности
  • по времени
  • по рейтингу

Краткий курс компьютерной графики, аддендум: ambient occlusion

ПрограммированиеРазработка игр
Tutorial

Official translation (with a bit of polishing) is available here.




В кратком курсе компьютерной графики, что я предоставил вашему рассмотрению пару недель назад, мы пользовались методами локального освещения. Что это значит? Это значит, что интенсивность освещения каждой точки мы выбирали независимо от её соседей.

Модель освещения Фонга — классический пример локального выбора:



Финальная интенсивность складывается из трёх слагаемых: окружающее освещение, постоянное значение для всех точек сцены. Диффузное освещение и блики зависят от вектора нормали к данной точке и направления света, но не зависят от геометрии остальной части сцены. Давайте подумаем, а почему, собственно, окружающее освещение было выбрано постоянным для всей сцены?
Читать дальше →
Всего голосов 29: ↑29 и ↓0 +29
Просмотры22.7K
Комментарии 7

Learn OpenGL. Урок 5.10 – Screen Space Ambient Occlusion

ПрограммированиеC++Разработка игр
Перевод
Tutorial
OGL3

SSAO


Тема фонового освещения была затронута нами в уроке по основам освещения, но лишь вскользь. Напомню: фоновая составляющая освещения – суть постоянная величина, добавляемая во все расчеты освещения сцены для имитации процесса рассеяния света. В реальном же мире свет испытывает множество переотражений с разной степенью интенсивности, что приводит к столь же неравномерной засветке косвенно освещенных участков сцены. Очевидно, что засветка с постоянной интенсивностью не очень правдоподобна.

Одним из видов приближенного расчета затенения от непрямого освещения является алгоритм фонового затенения (ambient occlusion, AO), который имитирует ослабление непрямого освещения в окрестности углов, складок и прочих неровностях поверхностей. Такие элементы, в основном, значительно перекрываются соседствующей геометрией и потому оставляют меньше возможностей лучам света вырваться наружу, затемняя данные участки.

Ниже представлено сравнение рендера без и с использованием алгоритма AO. Обратите внимание на то, как падает интенсивность фонового освещения в окрестности углов стен и прочих резких изломов поверхности:


Пусть эффект и не очень заметен, но присутствие эффекта во всей сцене добавляет ей реалистичности за счет дополнительной иллюзии глубины, созданной малыми деталями эффекта самозатенения.
Читать дальше →
Всего голосов 23: ↑23 и ↓0 +23
Просмотры12.8K
Комментарии 0

Краткая история 3D-текстурирования в играх

Работа с 3D-графикойРазработка игрДизайн игрИгры и игровые приставки
Перевод
В этом посте я расскажу об истории текстурирования в трёхмерных видеоиграх. С момента первого появления 3D реального времени на домашних консолях мы прошли долгий путь, но и сегодня при создании игровых текстур применяются некоторые практики, уходящие корнями в те ранние годы.

image

Для начала давайте немного поговорим об основах — о различиях рендеринга в реальном времени (real time rendering) от пререндеренных (pre-rendered) сцен. Рендеринг в реальном времени используется в большинстве 3D-игр. Машина в этом случае отрисовывает изображение в реальном времени. Для создания одного кадра пререндеренной сцены требуется большие вычислительные мощности.
Читать дальше →
Всего голосов 64: ↑62 и ↓2 +60
Просмотры20.5K
Комментарии 27

Шейдеры 3D-игр для начинающих

Работа с 3D-графикойРазработка игрДизайн игр
Перевод
image

Хотите научиться добавлять в свою 3D-игру текстуры, освещение, тени, карты нормалей, светящиеся объекты, ambient occlusion и другие эффекты? Отлично! В этой статье представлен набор техник затенения, способных поднять уровень графики вашей игры на новые высоты. Я объясняю каждую технику таким образом, чтобы вы могли применить/портировать эту информацию в любом стеке инструментов, будь то Godot, Unity или что-то иное.

В качестве «клея» между шейдерами я решил использовать великолепный игровой движок Panda3D и OpenGL Shading Language (GLSL). Если вы пользуетесь таким же стеком, то получите дополнительное преимущество — узнаете, как использовать техники затенения конкретно в Panda3D и OpenGL.
Читать дальше →
Всего голосов 46: ↑46 и ↓0 +46
Просмотры18.4K
Комментарии 5

Шейдеры 3D-игр для начинающих: эффекты

Работа с 3D-графикойРазработка игрДизайн игр
Перевод
[Первая часть]

Разобравшись с основами, в этой части статьи мы реализуем такие эффекты, как контуры объектов, bloom, SSAO, размытие, глубина резкости, пикселизация и другие.

Контуры



Создание контуров вокруг геометрии сцены придаёт игре уникальный внешний вид, напоминающий комиксы или мультфильмы.

Diffuse материала


Шейдеру контура необходима входящая текстура для распознавания и раскраски краёв. Кандидатами стать такой входящей текстурой могут быть диффузный цвет из материалов, цвета из диффузных текстур, нормали вершин или даже цвета из карт нормалей.

uniform struct
  { vec4 diffuse
  ;
  } p3d_Material;

out vec4 fragColor;

void main() {
  vec3 diffuseColor = p3d_Material.diffuse.rgb;
  fragColor = vec4(diffuseColor, 1);
}

Здесь показан небольшой фрагментный шейдер, который рендерит диффузный цвет материала геометрии в текстуру буфера кадров. Эта текстура диффузного цвета из буфера кадров будет входящей текстурой для шейдера контуров.
Читать дальше →
Всего голосов 43: ↑41 и ↓2 +39
Просмотры10.8K
Комментарии 4

Анализ кадра Mortal Kombat 11

Работа с 3D-графикойРазработка игр
Перевод
Mortal Kombat 11 — одна из самых впечатляющих внешне игр, вышедших в 2019 год: потрясающие лицевые анимации, тени, освещение и эффекты постобработки. И это ещё не учитывая того, что игра на самом деле увлекательна, имеет сложные бои и захватывающий сюжет.

Я просто обязан был изучить рендерер Mortal Kombat 11, чтобы понять, как же достигается такая удивительная графика, а теперь поделюсь своими открытиями с вами.

Проход вычисления теней


Каждый кадр начинается с прохода теней (shadow pass).

Shadow Depth 4x MSAA 4 Channel Comparison

Каждая карта теней составляется из четырёх стенсил-карт глубин теней с суперсэмплированием (SSAA), которые затем преобразуются в четырёхканальную моментальную карту теней (Moment Shadow Map, MSM) [Peters et al. 2016]. В каждом из каналов хранятся $z$, $z^2$, $z^3$ и $z^4$.
Читать дальше →
Всего голосов 24: ↑24 и ↓0 +24
Просмотры13.4K
Комментарии 6

Как работает рендеринг 3D-игр: освещение и тени

Работа с 3D-графикойРазработка игрВидеокарты
Перевод
Реализация подавляющего большинства визуальных эффектов в современных играх зависит от продуманного использования освещения и теней. Без них игры были бы скучными и безжизненными. В четвёртой части анализа рендеринга 3D-игр мы сосредоточимся на том, что происходит в 3D-мире наряду с обработкой вершин и наложением текстур. Нам снова понадобится много математики, а также уверенного понимания основ оптики.

Часть 1: обработка вершин

Часть 2: растеризация и трассировка лучей

Часть 3: текстурирование и фильтрация текстур

Вспомним пройденное


Ранее мы рассматривали ключевые аспекты перемещения и обработки объектов в сценах, их преобразования из трёхмерного пространства в плоскую сетку пикселей, а также способы наложения текстур на эти объекты. В течение многих лет такие операции составляли основную часть процесса рендеринга, и мы можем увидеть это, вернувшись в 1993 год и запустив Doom компании id Software.


По современным стандартам использование света и тени в этой игре было очень примитивным: источники освещения не учитывались, каждой поверхности на основании её вершин давалось общее значение цвета или значение освещённости окружения. Все признаки теней создавались благодаря хитрому использованию текстур и выбору цвета окружения.

Теней не было, потому что они не входили в задачу программистов: PC того времени представлял собой процессор на 66 МГц (то есть на 0,066 ГГц!), жёсткий диск на 40 МБ и 512-килобайтную графическую карту с минимальными 3D-возможностями. Перенесёмся на 23 вперёд: в знаменитой перезагрузке серии мы видим совершенно другую историю.


Для рендеринга этого кадра использовалось множество технологий, он может похвастаться такими этапами, как screen space ambient occlusion, pre-pass depth mapping, фильтры размытия боке, операторы тональной коррекции, и так далее. Расчёт освещения и затенения каждой поверхности выполняется динамически: они постоянно изменяются в зависимости от условий окружающей среды и действий игрока.
Читать дальше →
Всего голосов 27: ↑27 и ↓0 +27
Просмотры12.4K
Комментарии 4