Ortam tıkanması, ortam ışığının 3 boyutlu nesneler üzerindeki etkilerini simüle eden bir grafik oluşturma tekniğidir. Işığın diğer nesneler tarafından engellendiği veya yansıtıldığı alanları karartmayı, yumuşak gölgeler ve gerçekçi kontrastlar oluşturmayı içerir.

Ortamın tıkanması, 3D video oyunlarının gerçekçiliği açısından önemlidir çünkü nesnelerin geometrisini ve yönelimini dikkate alarak sahneye derinlik ve rahatlık katar.

Farklı algoritmalara ve parametrelere dayanan, az çok sadık ve verimli sonuçlar sunan farklı ortam tıkanıklığı türleri vardır.

Ortamın tıkanması 3D video oyunları için neden önemlidir?

Ortamın tıkanması önemlidir çünkü sahneye derinlik ve rahatlık katar Nesnelerin şekillerine ve yönlerine göre birbirlerinden ayırt edilmesini sağlar. Ayrıca renklerin daha doğal sağlayarak çok açık veya çok koyu olmalarını önler. Bu nedenle ortam tıkanıklığı 3D video oyunlarını daha güzel ve daha sürükleyici .

Ortam tıkanıklığının farklı türleri nelerdir?

Farklı yöntem ve parametrelere dayanan farklı ortam tıkanıklığı türleri vardır. Bu tür ortam tıkanmalarının SSAO, HBAO, HDAO veya VXAO gibi karmaşık isimleri vardır. Ancak endişelenmeyin, bunun ne anlama geldiğini ve nasıl çalıştığını size açıklayacağız.

SSAO: Ekran Alanı Ortam Tıkanması

SSAO ortam tıkanıklığının en basit ve en yaygın . Basit bir fikre dayanmaktadır: İki nesne birbirine ne kadar yakınsa , birbirlerinin üzerine o kadar gölge düşürürler . SSAO z-buffer adı verilen bir görüntüyü kullanarak ekrandaki nesneler arasındaki mesafeyi ölçer .

, ekrandaki her nokta ile kamera arasındaki mesafeyi gösteren bir harita gibidir Daha sonra SSAO, gölge oluşturup oluşturmadıklarını öğrenmek için komşu noktalar arasındaki mesafeyi karşılaştırır. Eğer öyleyse, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

• Avantajları : Hızlı ve kolaydır, kameranın ve nesnelerin hareketlerine uyum sağlar ve tüm 3D oyunlarla çalışır.
• Dezavantajları : Nesnelerin yönünü veya rengini hesaba katmaz, yakın ve uzak nesneler arasında ayrım yapmaz ve kenarları veya şeffaflıkları iyi işleyemez. Bu nedenle çok karanlık, çok bulanık veya kötü yerleştirilmiş, pek de gerçekçi olmayan gölgeler oluşturabilir.

HBAO: Ufuk Tabanlı Ortam Tıkanması

HBAO, SSAO'dan daha gelişmiş bir ortam tıkanıklığı türüdür . Daha karmaşık bir fikre dayanmaktadır: Bir nesnenin ufku ne kadar yüksekse , o kadar fazla ortam ışığı alır . Bir cismin ufku, onun gökyüzüne bakış açısı gibidir.

Örneğin :

• Bir dağın zirvesindeyseniz ufkunuz çok yüksektir çünkü çok fazla gökyüzü görürsünüz.
• Bir vadideyseniz gökyüzünü daha az gördüğünüz için ufkunuz daha alçaktır.

normal tampon adı verilen bir görüntüyü kullanarak ekrandaki her noktanın ufkunu ölçer . her noktanın yüzeyinin yönünü gösteren bir harita gibidir . Daha sonra HBAO, gölge oluşturup oluşturmadıklarını öğrenmek için komşu noktaların ufkunu karşılaştırır. Eğer öyleyse, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

• Avantajları : SSAO'ya göre daha kesin ve daha gerçekçidir. Nesnelerin yönünü ve rengini dikkate alır, yakın ve uzak nesneler arasında ayrım yapar ve kenarları ve şeffaflıkları daha iyi işler. Bu nedenle sahnenin gerçekçiliğini güçlendiren daha ince, daha keskin ve daha iyi yerleştirilmiş gölgeler oluşturur.
• Dezavantajları : SSAO'ya göre daha pahalı ve daha karmaşıktır. Daha fazla kaynak gerektiren her noktanın ufkunun ölçülmesini gerektirir. Aynı zamanda, kesin olmayan veya gürültülü olabilen normal tamponun kalitesine de bağlıdır. Tüm 3D oyunlarda çalışmaz; normal arabellek sağlamaları veya uyumlu bir grafik motoru kullanmaları gerekir.

HDAO: Yüksek Tanımlı Ortam Tıkanıklığı

HDAO HBAO'dan daha verimli bir ortam tıkanıklığı türüdür . Daha uyarlanabilir bir fikre dayanmaktadır: Bir nokta ne kadar çok örneğe ihtiyaç duyarsa çevredeki nesneler tarafından kapatılma olasılığı da o kadar artar . Örnekler, bir noktanın aydınlatılıp aydınlatılmadığını görmek için etrafından dolaştığımız bakış açıları gibidir.

Örneğin :

• Karanlık bir odadaysanız, bir mobilya parçasıyla mı yoksa bir duvarla mı kapatıldığınızı görmek için çok sayıda numuneye ihtiyacınız vardır.
• Aydınlık bir odadaysanız, bir pencere veya lamba tarafından engellenip engellenmediğinizi görmek için daha az örneğe ihtiyacınız vardır.

Bu nedenle HDAO, noktaların mesafesine ve açısına bağlı olarak örnek sayısını değiştiren bir yöntem kullanarak ekrandaki her noktadan alınan örnek sayısını Daha sonra komşu noktalardan alınan örneklerin sayısını karşılaştırarak gölge oluşturup oluşturmadıklarını tespit ediyor. Eğer öyleyse, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

Avantajları : Kaliteli ve verimlidir. Her nokta için optimum sayıda örnek kullanır; böylece kalite kayıpları veya kaynak israfı önlenir. Bu nedenle, sahnenin kalitesini artıran daha ayrıntılı ve daha derin gölgeler oluşturur.

Dezavantajları : Uyumsuzdur ve ayarlanması zordur. Tüm 3D oyunlarda çalışmaz; AMD veya Ubisoft'unki gibi belirli bir grafik motorunu kullanmaları gerekir. Bu aynı zamanda minimum ve maksimum örnek sayısını seçmesi gereken oyuncunun ayarlarına, ayrıca tıkanmanın yarıçapına ve yoğunluğuna da bağlıdır.

VXAO: Voxel Hızlandırılmış Ortam Tıkanması

VXAO HDAO'dan daha gelişmiş bir ortam tıkanıklığı türüdür . Daha eksiksiz bir fikre dayanmaktadır: Bir nokta, sahnenin vokselleştirilmiş bir temsiline ne kadar hassas olursa çevredeki nesneler tarafından kapatılma olasılığı da o kadar . Vokselleştirilmiş gösterim, sahneyi voksel adı verilen küçük küplerle yeniden üreten bir 3 boyutlu model gibidir.

Örneğin: voxels'te bir eviniz varsa yapısının tüm detaylarını, aydınlatmasını görebilirsiniz.

voksel koni izleme adı verilen bir yöntemi kullanarak ekrandaki sahnenin vokselleştirilmiş bir temsilini oluşturur . Voksel koni izleme, hangi voksellerin ışığı engellediğini görmek için her noktadan her yöne sanal koniler göndermek gibidir.

Daha sonra komşu noktaların vokselleştirilmiş temsilini karşılaştırarak gölge oluşturup oluşturmadıklarını belirler. Eğer öyleyse, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

Artıları : Ayrıntılı ve derin. Sahnenin eksiksiz ve doğru bir vokselleştirilmiş temsilini kullanır; bu, dinamik nesneler veya ışık kaynaklarından kaynaklananlar da dahil olmak üzere tüm olası kapanma efektlerinin yakalanmasına yardımcı olur. çoklu. Bu nedenle sahnenin derinliğini artıran çok ince ve çok derin gölgeler oluşturur.

Dezavantajları : Açgözlü ve sınırlıdır. Sahnenin vokselleştirilmiş bir temsilinin oluşturulmasını gerektirir; bu da, başta video belleği olmak üzere çok fazla kaynak gerektirir. Tüm 3D oyunlarla uyumlu değildir; Nvidia veya Square Enix gibi belirli bir grafik motorunu kullanmaları gerekir.

Mevcut video oyunlarında ortam tıkanması

Ortam tıkanması, birçok mevcut video oyununda mevcut olan bir grafik oluşturma tekniğidir. 3D sahnelere rahatlama ve derinlik kazandıran gölge ve kontrast efektleri oyuncunun sürüklenmesini artırır Ortam kapanmasını kullanan bazı oyun örnekleri:

• Red Dead Redemption 2 : Rockstar Games tarafından geliştirilen bu açık dünya aksiyon-macera oyunu, doğal ve kentsel ortamlarda yumuşak, gerçekçi gölgeler oluşturmak için HDAO'yu kullanıyor. Oyun aynı zamanda oyuncuların farklı ortam kapatma ayarlarıyla görüntü yakalamasına olanak tanıyan bir fotoğraf moduna da sahiptir.
• Metro Exodus : 4A Games tarafından geliştirilen bu birinci şahıs nişancı oyunu, kıyamet sonrası ortamlarda ince, derin gölgeler oluşturmak için VXAO'yu kullanıyor. Oyun ayrıca dinamik renk ve ışık efektleri oluşturmak için ortamın kapatılmasını ışık yayılımıyla birleştiren Global Illumination
• Assassin's Creed Valhalla : Ubisoft tarafından geliştirilen bu açık dünya aksiyon-RPG oyunu, tarihi ve mitolojik ortamlarda keskin, hassas gölgeler oluşturmak için HBAO+ kullanıyor. Oyun aynı zamanda gerçekçi ayna ve su efektleri oluşturmak için ortam kapanmasını ışık yansımasıyla birleştiren Ekran Alanı Yansımaları

Oyunların grafik ayarlarında ortam perdelemesini etkinleştirmek ve ayarlamak için genellikle ortam perdelemesinin türünü ve yoğunluğunu seçebileceğiniz gelişmiş seçenekler menüsüne erişmeniz gerekir. Ortam tıkanmasının sistem performansı ve güç tüketimi üzerindeki etkileri de dikkate alınmalıdır. Bunun nedeni, ortam tıkanması ne kadar yüksek olursa GPU'dan ve grafik kartından o kadar fazla kaynak talep etmesidir, bu da saniyedeki kare sayısında bir düşüşe veya sistem sıcaklığında bir artışa neden olabilir.

Video oyunlarının geleceğinde ortam tıkanması

Ortam tıkanması, hala sınırlamaları ve zorlukları olan bir grafik oluşturma tekniğidir. Aslında bu, kullanılan algoritmaların kalitesi ve hassasiyetinin yanı sıra, kullanılan sistemlerin gücüne ve uyumluluğuna da bağlıdır. Ortam tıkanıklığını iyileştirmenin bazı olası yolları şunlardır:

Işın izleme kullanımı

Işın izleme, nesneler ve malzemelerle etkileşimleri dikkate alarak 3 boyutlu sahnede ışık ışınlarının yolunu simüle etmeyi içeren grafik oluşturma tekniğidir Bu nedenle ışın izleme, ortam tıkanıklığının mevcut tekniklere göre daha gerçekçi ve kesin bir şekilde hesaplanmasını mümkün kılar, ancak aynı zamanda çok daha fazla kaynak gerektirir.

Bu nedenle, ışın izlemeye ayrılmış birimleri entegre eden Nvidia veya AMD'ninkiler gibi özel grafik kartlarının kullanılması gerekir.

Yapay zeka kullanımı

Yapay zeka, sağlanan verilere dayanarak öğrenebilen ve gelişebilen algoritmaların kullanılmasını içeren bir tekniktir , sahneye veya harekete bağlı olarak örnek sayısını veya kapanma yarıçapını uyarlayarak ortam tıkanmasının hesaplanmasını optimize etmek için kullanılabilir

sinir ağları veya önceden eğitilmiş modeller kullanılarak mevcut tekniklerin neden olduğu yapaylıkları veya yanlışlıkları düzeltmek için de kullanılabilir Ancak yapay zekanın bu kullanımı aynı zamanda sosyal ve ekonomik soruları da gündeme getiriyor. Yalnızca yapay zeka kullanımı 217 işi öldürüyor .

sinir ağları veya önceden eğitilmiş modeller kullanılarak mevcut tekniklerin neden olduğu yapaylıkları veya yanlışlıkları düzeltmek için de kullanılabilir

Sanal gerçekliğin kullanımı

Sanal gerçeklik, kulaklık veya özel gözlük kullanarak sürükleyici bir 3 boyutlu ortama daldırılmasından oluşan bir tekniktir . Bu nedenle sanal gerçeklik, sahnenin gerçekçiliğini ve derinliğini güçlendiren ortam tıkanıklığından yararlanabilir.

saniyede yüksek ve sabit sayıda görüntüye sahip olma ihtiyacı gibi kısıtlamaları da beraberinde getirir . , görüş alanının çevresel alanlarının grafik kalitesinin azaltılmasından oluşan Foveated Rendering gibi sanal gerçekliğe uyarlanmış ortam kapatma tekniklerinin kullanılması gereklidir

Bu nedenle ortam tıkanmasının gelecekteki beklentileri çok sayıda ve ümit vericidir. Daha güzel ve gerçekçi 3D video oyunları oluşturmaya yardımcı olabilir ancak aynı zamanda yeni teknolojilere ve yeni oyuncu gereksinimlerine de uyum sağlaması gerekir.

SSS

Ortam ışığı nedir?

Ortam ışığı her yönden gelen ve sahneyi eşit şekilde aydınlatan ışıktır. Kesin bir kaynağı yoktur, ışığın atmosfer, bulutlar, duvarlar vb. yoluyla yayılmasının sonucudur.

Ortam ışığı genellikle video oyunlarında temel aydınlatma ve bu daha sonra güneş, lambalar, ateşler vb. gibi doğrudan ışık kaynaklarıyla desteklenebilir.

Ortam kapanması ile alt gölgeler arasındaki fark nedir?

Düşen gölgeler, nesnelerin doğrudan ışık kaynağıyla aydınlatıldığında oluşturduğu gölgelerdir. Nesnenin konumu ve şeklinin yanı sıra ışık kaynağının yönüne ve mesafesine de bağlıdırlar. Alt gölgeler genellikle video oyunlarında nesneler ve arka plan arasında kontrast ve derinlik oluşturmak için kullanılır.

Ortam tıkanması, nesnelerin ortam ışığıyla aydınlatıldığında oluşturduğu gölgedir. Nesnelerin birbirine yakınlığı ve yöneliminin yanı sıra ortam ışığının yarıçapı ve yoğunluğuna da bağlıdır. Ortam tıkanması, nesnelerde gerçekçilik ve ince ayrıntılar oluşturmak için video oyunlarında sıklıkla kullanılır.

Bir video oyununda ortam tıkanıklığı nasıl etkinleştirilir veya devre dışı bırakılır?

oyunun grafik seçenekleri menüsüne erişmeniz gerekir ; burada ortam tıkanıklığına özel bir ayar bulabilirsiniz. Bu, basit bir açma/kapama düğmesi veya ortamın kapanma düzeyini seçmenizi sağlayan bir kaydırıcı olabilir.

Ayrıca şunu da okuyun : Bulut oyunları, video oyunu endüstrisinin az kullanılan geleceği mi?

Ortamın tıkanması video oyunu performansını nasıl etkiler?

Ortam tıkanması, grafik işlemcisi ( GPU ) ve grafik kartından daha fazla hesaplama gerektirdiğinden video oyunu performansını etkiler.

Ortam tıkanmasının düzeyi veya türü ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla kaynak tüketir . Bu, oyunun akıcılığını ölçen saniye başına kare sayısında (FPS) bir düşüşe veya sistem sıcaklığında aşırı ısınmaya veya yavaşlamalara neden olabilecek bir artışa neden olabilir.

Ortam tıkanmasının oyuncuya faydası nedir?

Ortam tıkanıklığının oyuncu açısından faydası, video oyununu daha güzel ve daha sürükleyici hale getirmesidir . 3 boyutlu nesnelere rahatlama ve derinlik kazandıran gölge ve kontrast efektleri oluşturmanıza olanak tanır.

Ayrıca renklerin daha doğal ve daha uyumlu olmasını sağlar. Bu nedenle ortamın kapatılması, video oyununda daha gerçekçi bir atmosfer ve ambiyans yaratılmasına yardımcı olur.