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Luz e iluminación Parte II: La iluminación estática

2013-12-21
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ola k ases

 

La iluminación en los videojuegos siempre va a tener una limitación marcada por la propia definición de videojuego; la tecnología que estos tienen detrás. En función del tipo de motor que tenga el videojuego, la iluminación de éste tendrá ciertas características u otras muy distintas. Durante muchos años la industria ha ido dando tumbos en cuanto a la tecnología que usar para iluminar videojuegos pero en los últimos 5 años parece que ya hay dos corrientes claramente diferenciadas entre sí, aunque con grandes influencias entre ellas: la iluminación dinámica (más bien asociada a la next gen) y la iluminación estática.

Obviamente, no existe una mejor forma de iluminar que otra, sino que ambas formas tienen sus pros y sus contras y será seguramente el tipo de juego y sobre todo su jugabilidad la que hará al desarrollador por decantarse por la luz dinámica o la estática, pues en general la luz estática ofrece mayor control y resultados más ajustados pero sin embargo la luz dinámica es óptima para videojuegos con muchas entidades cambiantes (movimiento, destrucción, ciclos de día y noche, etc).

Si hay una forma de iluminar videojuegos ya veterana y refinada dentro de la industria esa es la iluminación estática; iluminación que conceptualmente bebe de los motores de render más usados como Vray o Mental Ray. La idea tras la iluminación estática es bien sencilla: la iluminación para el juego no se genera en tiempo real sino que se precomputa durante el desarrollo del juego y luego, mientras el juego está ejecutándose, este simplemente lee (jamás modifica esta información) la información y la utiliza para crear el aspecto visual del juego.

Con la iluminación estética se pueden llegar a aplicar técnicas muy realistas de iluminación como el “ambient oclusion” o la “global ilumination” con muy buen resultado, pues al juego no le importa la calidad de la información, sino la cantidad de ésta.

Obviamente, una iluminación de mayor calidad requerirá un mayor tiempo de compilado durante el desarrollo pero para el videojuego final esto le será completamente indiferente en términos de rendimientos. Así pues, si el rendimiento del juego depende de la cantidad y no de la calidad de la información de luz, ¿que es exactamente esta información? Los texels.

Literalmente, la iluminación estática no es más que una textura generada con los colores de la propia luz que luego se proyecta sobre las texturas base del juego (como la madera, el cemento, las baldosas, etc) y los texels son literalmente los pixels que van a ser proyectados sobre los pixels de las texturas habituales para simular iluminación. Efectivamente, la iluminación estática equivale a una pegatina (una capa de color más) sobre la propia geometría. Además, es un tipo de iluminación que puede pintarse a mano sobre la propia textura pero es tan difícil imitar el comportamiento de la luz que lo habitual es utilizar un motor que genere automáticamente todos los pequeños matices y sombras de la iluminación.

Como la información se lee en forma de texels, la calidad de la iluminación depende única y exclusivamente de la cantidad de texels, es decir, la resolución de los texels. De la misma forma que una imagen con poca resolución se verá pixelada, una iluminación con poca resolución se verá igualmente pixelada.

¿Recordáis aquel juego random de 2007 con la silueta de la sombra en forma de “escalera” o “sierra” y no como una línea recta? La resolución era tan baja que no había suficientes texels como para representar la línea recta.

Por supuesto, no todo son virtudes. Una gran resolución de los lightmaps (imágenes que contienen los texels) hará que la iluminación del juego tenga más detalle pero también hará que el juego consuma más recursos para solventar el apartado de iluminación y esto es algo muy a tener en cuenta, sobre todo en plataformas antiguas o dispositivos táctiles.

Sin embargo el mayor problema de la iluminación estática es su propia definición; es una pegatina. Como está generada de antemano, si por ejemplo algún objeto empezara a moverse la sombra de este quedaría postrada en el suelo en la posición inicial del objeto, haciendo así que el jugador se dé cuenta de la trampa y del cartón.

Precisamente, evitar este tipo de situaciones en las que componentes dinámicos de los videojuegos rompiese la ilusión de una iluminación realista ha sido el mayor problema con el que se han encontrado los motores con fuertes componentes de iluminación estática. Mucho antes de Half Life 2 (íd.; Valve, 2004) ya se inventaron los primeros trucos o “workaround’s” de la industria para solucionar estos problema aunque fue con el videojuego de Valve cuando llegó el primer y más usado truco. En este juego, todo es iluminación estática y tan solo la iluminación y sombras de los objetos que se mueven son dinámicas, sombras que precisamente coinciden con las generadas por el sol por la iluminación estática. Para simular la iluminación dinámica sobre los objetos, (simplificando mucho) estos leen la información del texel más cercano para iluminarse.

Las sombras de los objetos dinámicos en juegos con iluminación estática sí que son un verdadero problema, y todas las soluciones han sido hasta ahora poco eficientes; desde proyecciones de sombras falsas hasta sombras distorsionadas por aberraciones de código inimaginables.

Si el juego cuenta con pocos componentes dinámicos, todavía es plausible utilizar estos trucos para disimular los objetos dinámicos, pero si el juego cuenta con grandes componentes de destrucción o de entidades en movimiento, solo es factible utilizar la archiconocida pero a su vez compleja iluminación dinámica, la iluminación que permitió los primeros ciclos de día/noche realistas de la industria.

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Carlos Coronado

107 entradas como autor
Desarrollador de videojuegos por elección, jugón por pasión. Mi curiosidad por jugar a videjuegos y sobretodo intentar entender porque los videojuegos me gustaban tanto me ha llevado a enfocar mi vida a intentar desarrollar esas mecánicas que nos absorben a todos. Me obsesiona la magía, los detalles, los matices, los buenos guiones y textos, los pequeños momentos del día a día y Warren Spector.

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