في المقال السابق تحدثنا عن تطور تقنيات الاضاءة في ألعاب الجيل السابق، واليوم ونحن علي أعتاب جيل جديد بالفعل ، سنتحدث عن مسار جديد اختاره المطورون لتحسين جودة اضاءة الألعاب ، والوصول بها لمستويات غير مسبوقة من الواقعية.
في الجيل السابق تميزت الاضاءة أنها تفاعلية Dynamic ، بمعني أن شكل البيئة يتغير بحسب اظلام او انارة مصادر الضوء ، وبحسب حركتها بالابتعاد أو الاقتراب أفقيا أو رأسيا .. سواء كانت مصادر الضوء تلك جسما كبيرا مثل الشمس أو القمر، أو ما هو أصغر مثل المصابيح والكشافات والبرق ، أو ما هو اصغر وأصغر مثل النيران والشرر والأجسام المتوهجة. بمعني آخر فان البيئة تتفاعل مع مصادر الانارة.تميزت الاضاءة أيضا بأنها شديدة السطوع والتوهج لتحاكي سطوع الضوء في الحياة الحقيقية وتفاعله مع العين البشرية.
حققت الاضاءة خطوات هائلة علي جبهتي سطوع الضوء والاضاءة التفاعلية في الجيل السابق، لكن الجيل الجديد علي ما يبدو علي موعد مع جبهة جديدة يفتحها تطور العتاد الرسومي الهائل، جبهة الاضاءة الشمولية .
والاضاءة الشمولية Global Lighting تعتبر امتداد لجبهة الاضاءة التفاعلية ، ولكن من جهة عكسية، فالاضاءة التفاعلية تهتم بالضوء الصادر من مصادر الاضاءة المختلفة (كالشمس والمصابيح ..الخ) ، لكن الاضاءة الشمولية تهتم بالضوء الصادر من الأجسام الأخري العادية.
وأصل هذا أن كل الأجسام تصدر ضوءا ، حتي لو كانت غير مشتعلة أو متوهجة، ذلك لأن كل الأجسام تمتص الضوء الساقط عليها من أي مصدر مشع ، ثم تشتته في اتجاهات مختلفة ، والنتيجة هي انتشار الضوء بشكل غير مباشر في البيئة، وهذا علي نقيض ما كان يحدث في السابق في الألعاب، حيث اقتصرت الاضاءة علي انارة الأجسام التي تقع مباشرة في مجال الضوء وفقط ، لكن مع الاضاءة الشمولية يتغير هذا، ليستطيع الضوء التسلل الي اماكن تقع حتي في منطقة الظل.
ونتيجة لهذا هي تمتع الألعاب باضاءات تنافس عروض التحريك الذاتي CGI التي تحاكي العالم الواقعي، لكن هذا سيأتي علي حساب الأداء بالطبع!
الي اليسار بدون اضاءة شمولية ، والي اليمين بالاضاءة الشمولية ، لاحظ كيف انعكست اشعة الشمس من علي الرمال واضاءت ظهر الشخصية رغم أنه يقع بالكامل في منطقة الظل.
الي اليسار بدون اضاءة شمولية ، والي اليمين بها ، لاحظ كيف اكتسب القطار اضاءة خافتة نتيجة انعكاس الضوء من الوسط المحيط عليه ، رغم وقوعه في منطقة الظل .
الي اليسار بدون الاضاءة الشمولية ، والي اليمين بها ، لاحظ كيف اكتسبت الحوائط اضاءة اضافية نتيجة انعكاس الضوء من علي أسطح الكرات الزجاجية.
وسبب ثقل الإضاءة الشمولية أنها تقنية عالية الكلفة بشكل كبير، بسبب تضخم حسابات الاضاءة المطلوب عملها. ونتيجة لهذا فان بعض الألعاب تحاول الوصول الي تسوية وسطية .. والتسوية التي توصلوا لها هي تقييد الاضاءة الشمولية بالأجسام الثابتة فقط، مثل المباني والأرضيات والحوائط، أما الأجسام المتحركة كالشخصيات والمركبات فستطبق عليها الاضاءة العادية المباشرة فقط.
Watch_Dogs تحوي اضاءة شمولية للاجسام الثابتة Static، فعلي الرغم من وقوع الشارع في منطقة الظل ، الا أنه مضاء باضاءة خافتة ، نتيجة انعكاس اشعة الشمس من علي الحوائط والجدران.
مشهد من لعبة Call Of Duty Ghosts يظهر فيه تأثير الاضاءة الشمولية
الفرق بين الاضاءة العادية (الأعلي) والاضاءة الشمولية (الأسفل) ، انظر كيف اكتسبت النباتات الواقعة في منطقة الظل علي اليسار اضاءة اضافية ..
يطلق علي الاضاءة الشمولية Global Lighting اسم آخر هو الاضاءة غير المباشر Indirect Lighting ، وهو مصطلح أكثر دقة من الناحية العلمية كونه يصف خصائص التقنية بشكل صريح.
أما من جهة الظلال ، فقد استخدمت العاب الجيل الجديد تقنية مماثلة أيضا ، تقنية للظلال الشمولية وهي Ambient Occlusion ، وتقوم تلك التقنية باضافة ظلال ثانوية عند مواضع ملامسة الأجسام لبعضها أو للأرضيات والحوائط .. حيث يحدث حجب جزئي للضوء المنتشر في البيئة ، هذا الحجب يترك مكانه ظلا داكنا وناعما.
تقنية الظلال الشمولية هي بالأساس جزء من الاضاءة الشمولية، فالظلال التي تضعها ليست ظلالا حقيقة ، وانما هي مجرد ظلال غير مباشرة تنتج عن اظلام لجزء من ضوء المشهد، وقد تم استخدامها منذ عدة أعوام بشكل محدود ، لكنها في ألعاب الجيل الجديد تستخدم بشكل مكثف وأكثر احكاما، خاصة علي الحاسب الشخصي PC .
للتقنية درجات مختلفة : SSAO و HDAO و +HBAO ..
لاحظ الظلال الخفيفة حول اليد والسيف (تم تحديدها بالحواف الحمراء) ، والتي يتم رسمها باستخدام الظلال الشمولية ..
الي اليمين بلا أي ظلال شمولية ، والي اليسار باستخدام الظلال الشمولية ، لاحظ الظلال الخفيفة حول حواف العمدان ، وعلي الأرضية بجوار النباتات.
الي اليمين بلا أي ظلال شمولية ، والي اليسار باستخدام الظلال الشمولية ، لاحظ الحواف الداكنة حول الجدران ..
الي اليمين بلا أي ظلال شمولية ، والي اليسار باستخدام الظلال الشمولية ، لاحظ الظلال الداكنة تحت فروع الأشجار ..
التقنية لا تستعمل بحرية مطلقة ، ويتم دمجها مصحوبة ببعض التسويات والتنازلات في احكامها ، مما ينتج عنه بعض العيوب (تحدثنا عنها في مقال أشهر أخطاء الرسوميات) .. لكنها تطبق علي الأجسام الثابتة والمتحركة بحد سواء.
يطلق علي تقنية الظلال الشمولية Ambient Occlusion اسم آخر يصف طبيعتها بدقة أكبر أيضا ، وهو اسم الظلال غير المباشرة Indirect Shadows.
وأخيرا تسعي ألعاب الجيل الجديد كلها الي دمج تقنية الرسم المستند الي الواقع Physically Based Rendering بداخلها ، وهي التقنية التي تلتزم بمعايير الواقع في محاكاة اضاءة الخامات والمواد المختلفة مثل الخشب والمعادن والحجارة والأقمشة ..الخ ، في السابق كان المطور هو من يختار كيف ستظهر هذه الخامات من حيث شكلها ومدي تأثرها بالضوء، وهو ما أدي الي مشاهد غير دقيقة تظهر فيها خامات كثيرة بمظهر متشابه، لكن مع التقنية الجديدة ، سيكون المرجع هنا هو الطبيعة الحقيقية ، مما يؤدي الي تنوع وتميز الخامات عن بعضها البعض في أي مشهد.
هذا المشهد في Assassin’s Creed 4 يحوي عددا كبيرا من الخامات المختلفة ، أخشاب ومعادن وحبال وأقمشة ، الا أن تمييز كل هذا عن بعضه عسير ، بسبب عدم التزام عملية الرسم بالطبيعة.
مشهد من Watch_Dogs ، يبين كيف تظهر الخامات المختلفة بمظهر مميز ، بفضل استعمال تقنية الرسم المستند الي الواقع.
مشهد من لعبة The Division يبين دقة تنوع مظهر الخامات المختلفة في اللعبة ..
أمثلة لألعاب تستعمل هذه التقنية بالفعل:
من الحاسب الشخصي : Watch_Dogs و The Division و Assassin’s Creed Unity و Ryse و Metal Gear Solid 5 ، ومن منصة PS4 ألعاب KillZone ShadowFall و Infamous Second Son و The Order.
ومن خلال المزيج الثلاثي المكون من الاضاءة الشمولية Global Lighting ، والظلال الشمولية Ambient Occlusion ، والرسم المستنيد الي الواقع Physically Based Rendering تسعي ألعاب الجيل الجديد الي الحصول علي مشاهد شديدة الواقعية والابهار ، لتنطلق نحو مستقبل بصري واعد، وهو الأمر الذي بدأنا في رؤية أماراته بالفعل.
مقالات ذات صلة:
الظلال في الألعاب .. من الماضي الي المستقبل .. الي أين؟
الإضاءة في الألعاب .. من الماضي الي المستقبل .. الي أين؟
