Ortam aydınlatması (Ambient occlusion), 3 boyutlu nesneler üzerindeki ortam ışığının etkilerini simüle eden bir grafik işleme tekniğidir. Işığın diğer nesneler tarafından engellendiği veya yansıtıldığı alanları karartarak yumuşak gölgeler ve gerçekçi kontrastlar oluşturmayı içerir.

Ortam örtüşmesi (ambient occlusion), nesnelerin geometrisini ve yönelimini dikkate alarak sahneye derinlik ve kabartma kattığı için 3D video oyunlarının gerçekçiliği açısından önemlidir.

Ortam aydınlatmasının farklı algoritmalara ve parametrelere dayalı, az ya da çok gerçeğe uygun ve etkili sonuçlar sunan çeşitli türleri vardır.

3D video oyunlarında ortam aydınlatması (ambient occlusion) neden önemlidir?

Ortam aydınlatması (ambient occlusion), 3D video oyunları için önemlidir sahneye derinlik ve boyut katar renklerin daha doğal görünmesini çok parlak veya çok koyu olmalarını önler. Bu nedenle ortam aydınlatması, 3D video oyunlarını görsel olarak daha çekici ve sürükleyici .

Ortam tıkanıklığının farklı türleri nelerdir?

Ortam aydınlatmasının (ambient occlusion) farklı yöntem ve parametrelere dayalı çeşitli türleri vardır. Bu ortam aydınlatması türlerinin SSAO, HBAO, HDAO veya VXAO gibi karmaşık isimleri vardır. Ama merak etmeyin, bunların ne anlama geldiğini ve nasıl çalıştığını açıklayacağız.

SSAO: Ekran Alanı Ortam Kapatma

SSAO, ortam aydınlatmasının en basit ve en yaygın . Basit bir fikre dayanır: İki nesne birbirine ne kadar yakınsa , birbirlerinin üzerine o kadar çok gölge düşürürler . Bu nedenle SSAO, z-buffer adı verilen bir görüntü kullanarak ekrandaki nesneler arasındaki mesafeyi ölçer .

, ekrandaki her nokta ile kamera arasındaki mesafeyi gösteren bir harita gibidir

• Avantajları : Hızlı ve kolay yapılır, kamera ve nesne hareketlerine uyum sağlar ve tüm 3D oyunlarla çalışır.
• Dezavantajları : Nesnelerin yönünü veya rengini dikkate almaz, yakın ve uzak nesneler arasında ayrım yapmaz ve kenarları veya şeffaflıkları iyi işlemez. Bu nedenle, çok koyu, çok bulanık veya kötü yerleştirilmiş, gerçekçi olmayan gölgeler oluşturabilir.

HBAO: Ufuk Tabanlı Ortam Kapatma

HBAO, SSAO'dan daha gelişmiş bir ortam aydınlatma türüdür . Daha karmaşık bir fikre dayanır: bir cismin ufku ne kadar yüksekse , o kadar fazla ortam ışığı alır . Bir cismin ufku, gökyüzüne olan görüş hattı gibidir.

Örneğin :

• Bir dağın tepesindeyseniz, çok geniş bir ufuk çizgisine sahip olursunuz çünkü gökyüzünün büyük bir bölümünü görebilirsiniz.
• Bir vadideyseniz, daha az gökyüzü gördüğünüz için ufuk çizginiz daha alçaktır.

normal tampon adı verilen bir görüntü kullanarak ekrandaki her noktanın ufuk çizgisini ölçer . Normal tampon, her noktanın yüzeyinin yönünü gösteren bir harita . Ardından, HBAO komşu noktaların ufuk çizgilerini karşılaştırarak gölge oluşturup oluşturmadıklarını belirler. Eğer gölge oluşturuyorlarsa, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

• Avantajları : SSAO'dan daha hassas ve gerçekçidir. Nesnelerin yönünü ve rengini dikkate alır, yakın ve uzak nesneleri birbirinden ayırır ve kenarları ve saydamlıkları daha iyi işler. Bu nedenle, daha ince, daha keskin ve daha iyi yerleştirilmiş gölgeler oluşturarak sahnenin gerçekçiliğini artırır.
• Dezavantajları : SSAO'dan daha pahalı ve karmaşıktır. Her noktanın ufuk çizgisini ölçmeyi gerektirir, bu da daha fazla kaynak tüketir. Ayrıca, yanlış veya gürültülü olabilen normal tamponun kalitesine bağlıdır. Tüm 3D oyunlarla çalışmaz; oyunların normal tamponu sağlaması veya uyumlu bir grafik motoru kullanması gerekir.

HDAO: Yüksek Çözünürlüklü Ortam Kapatma

HDAO, HBAO'dan daha etkili bir ortam kapatma türüdür . Daha uyarlanabilir bir kavrama dayanır: Bir noktanın ihtiyaç duyduğu örnek sayısı , çevredeki nesneler tarafından kapatılma olasılığı . Örnekler, bir noktanın aydınlatılıp aydınlatılmadığını görmek için o noktanın etrafında alınan bakış açıları gibidir.

Örneğin :

• Karanlık bir odadaysanız, bir mobilya parçası veya duvar tarafından engellenip engellenmediğinizi görmek için çok sayıda örneğe ihtiyacınız vardır.
• Aydınlık bir odadaysanız, pencere veya lamba tarafından engellenip engellenmediğinizi görmek için daha az örneğe ihtiyacınız vardır.

HDAO ekrandaki her nokta için örnek sayısını , noktaların mesafesine ve açısına bağlı olarak değişen bir yöntem kullanarak hesaplar. Ardından, komşu noktalarla örnek sayısını karşılaştırarak gölge oluşturup oluşturmadıklarını belirler. Eğer gölge oluşturuyorlarsa, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

Avantajları : Yüksek kaliteli ve verimlidir. Her nokta için optimum sayıda örnek kullanır, bu da kalite kaybını veya kaynak israfını önler. Bu, daha ayrıntılı ve derin gölgeler elde edilmesini sağlayarak sahnenin genel kalitesini artırır.

Dezavantajları : Uyumsuz ve yapılandırması zor. Tüm 3D oyunlarla çalışmıyor; AMD veya Ubisoft gibi belirli bir grafik motoru kullanmaları gerekiyor. Ayrıca, oyuncunun ayarlarına da bağlı; oyuncu minimum ve maksimum örnek sayısını, ayrıca örtüşme yarıçapını ve yoğunluğunu seçmelidir.

VXAO: Voksel Hızlandırılmış Ortam Kapatma

VXAO, HDAO'dan daha gelişmiş bir ortam kapatma türüdür . Daha kapsamlı bir fikre dayanır: Bir noktanın sahnenin vokselleştirilmiş temsili ne kadar doğruysa , çevredeki nesneler tarafından kapatılma olasılığı da . Vokselleştirilmiş temsil, sahneyi voksel adı verilen küçük küplerle yeniden üreten bir 3B model gibidir.

Örneğin: Voksel tabanlı bir eviniz varsa, yapısının ve aydınlatmasının tüm detaylarını görebilirsiniz.

voksel koni izleme adı verilen bir yöntem kullanarak ekrandaki sahnenin vokselleştirilmiş bir temsilini oluşturur . Voksel koni izleme, hangi voksel'lerin ışığı engellediğini görmek için her noktadan her yöne sanal koniler göndermeye benzer.

Ardından, komşu noktaların vokselleştirilmiş temsillerini karşılaştırarak gölge oluşturup oluşturmadıklarını belirler. Eğer gölge oluşturuyorlarsa, gölge seviyesine göre noktayı karartır.

Avantajları : Detaylı ve derindir. Sahnenin eksiksiz ve doğru bir vokselleştirilmiş temsilini kullanır; bu da hareketli nesneler veya birden fazla ışık kaynağının neden olduğu örtülme etkileri de dahil olmak üzere olası tüm örtülme etkilerini yakalamasına olanak tanır. Bu nedenle, sahnenin derinliğini artıran çok ince ve derin gölgeler oluşturur.

Dezavantajları : Kaynak yoğun ve sınırlıdır. Sahnenin vokselleştirilmiş bir temsilini oluşturmayı gerektirir ki bu da özellikle video belleği olmak üzere önemli kaynaklar talep eder. Tüm 3D oyunlarla uyumlu değildir; Nvidia veya Square Enix gibi belirli bir grafik motoru kullanmaları gerekir.

Günümüz video oyunlarında ortam aydınlatması (ambient occlusion)

3D sahnelere derinlik ve boyut katan gölge ve kontrast efektleri oluşturarak gerçekçiliği ve artırır

• Red Dead Redemption 2 : Rockstar Games tarafından geliştirilen bu açık dünya aksiyon-macera oyunu, hem doğal hem de kentsel ortamlarda yumuşak, gerçekçi gölgeler oluşturmak için HDAO teknolojisini kullanıyor. Oyun ayrıca, oyuncuların çeşitli ortam kapatma ayarlarıyla görüntüler yakalamasına olanak tanıyan bir fotoğraf moduna da sahip.
• Metro Exodus : 4A Games tarafından geliştirilen bu birinci şahıs nişancı oyunu, kıyamet sonrası ortamlarda ince ve derin gölgeler oluşturmak için VXAO teknolojisini kullanıyor. Oyun ayrıca, dinamik renk ve aydınlatma efektleri oluşturmak için ortam aydınlatmasını ışık yayılımıyla birleştiren Küresel Aydınlatma
• Assassin's Creed Valhalla : Ubisoft tarafından geliştirilen bu açık dünya aksiyon RPG oyunu, tarihi ve mitolojik ortamlarda net ve hassas gölgeler oluşturmak için HBAO+ teknolojisini kullanıyor. Oyun ayrıca, gerçekçi ayna ve su efektleri oluşturmak için ortam örtüşmesini ışık yansımasıyla birleştiren Ekran Alanı Yansımaları

Oyun grafik ayarlarında ortam aydınlatmasını etkinleştirmek ve ayarlamak için genellikle gelişmiş seçenekler menüsüne erişmeniz gerekir; burada ortam aydınlatmasının türünü ve yoğunluğunu seçebilirsiniz. Ayrıca ortam aydınlatmasının sistem performansı ve güç tüketimi üzerindeki etkilerini de göz önünde bulundurmalısınız. Gerçekten de, ortam aydınlatması ne kadar yüksek olursa, grafik işlem biriminden (GPU) ve ekran kartından o kadar fazla kaynak talep eder; bu da kare hızında düşüşe veya sistem sıcaklığında artışa yol açabilir.

Video oyunlarının geleceğinde ortam aydınlatması (ambient occlusion)

Ortam aydınlatması (ambient occlusion), hâlâ sınırlamaları ve zorlukları olan bir grafik işleme tekniğidir. Kullanılan algoritmaların kalitesine ve hassasiyetine, ayrıca ilgili sistemlerin gücüne ve uyumluluğuna bağlıdır. Ortam aydınlatmasını iyileştirmenin bazı olası yolları şunlardır:

Işın izleme yönteminin kullanımı

Işın izleme, ışık ışınlarının nesneler ve malzemelerle etkileşimlerini dikkate alarak 3 boyutlu bir sahnedeki yolunu simüle eden bir grafik işleme . Işın izleme, mevcut tekniklere göre ortam örtüşmesinin daha gerçekçi ve hassas bir şekilde hesaplanmasına olanak tanır, ancak aynı zamanda önemli ölçüde daha fazla kaynak gerektirir.

Bu nedenle, Nvidia veya AMD gibi ışın izleme için özel birimler içeren özel grafik kartları kullanılmalıdır.

yapay zekanın kullanımı

Yapay zeka, algoritmalar kullanan bir tekniktir , sahneye veya harekete göre örnek sayısını veya örtüşme yarıçapını uyarlayarak ortam örtüşmesi hesaplamalarını optimize etmek için kullanılabilir

hataları veya yanlışlıkları düzeltmek için de kullanılabilir ; bu işlemde sinir ağları veya önceden eğitilmiş modeller kullanılır. Ancak yapay zekânın bu kullanımı sosyal ve ekonomik soruları da beraberinde getiriyor. Sadece Fransa'da yapay zekâ kullanımı 217 iş kaybına yol açıyor .

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

Sanal gerçekliğin kullanımı

Sanal gerçeklik kulaklık veya özel gözlük kullanarak 3 boyutlu bir ortama daldıran bir tekniktir . Bu nedenle sanal gerçeklik, sahnenin gerçekçiliğini ve derinliğini artıran ortam örtüşmesinden (ambient occlusion) faydalanabilir.

yüksek ve tutarlı bir kare hızına duyulan ihtiyaç gibi zorluklar da ortaya çıkarır görüş alanının çevresel bölgelerinin grafik kalitesini azaltan Foveated Rendering gibi sanal gerçekliğe uyarlanmış ortam kapatma teknikleri kullanılmalıdır

Bu nedenle, ortam aydınlatmasının gelecekteki potansiyeli çok sayıda ve umut verici. Daha güzel ve gerçekçi 3D video oyunları yaratmaya katkıda bulunabilir, ancak aynı zamanda yeni teknolojilere ve oyuncuların yeni taleplerine de uyum sağlamalıdır.

SSS

Ortam ışığı nedir?

Ortam ışığı , her yönden gelen ve sahneyi eşit şekilde aydınlatan ışıktır. Belirli bir kaynağı yoktur; atmosfer, bulutlar, duvarlar vb. tarafından ışığın saçılmasının sonucudur.

temel aydınlatmayı oluşturmak için genellikle ortam ışığı kullanılır ve bu ışık daha sonra güneş, lambalar, ateş gibi doğrudan ışık kaynaklarıyla desteklenebilir.

Ortam aydınlatması (ambient occlusion) ve gölge oluşumu (cast shadows) arasındaki fark nedir?

Dökme gölgeler , nesnelerin doğrudan bir ışık kaynağıyla aydınlatıldığında oluşturduğu gölgelerdir. Nesnenin konumuna ve şekline, ayrıca ışık kaynağının yönüne ve mesafesine bağlıdırlar. Dökme gölgeler, nesneler ve arka plan arasında kontrast ve derinlik oluşturmak için genellikle video oyunlarında kullanılır.

Ortam örtüşmesi, nesnelerin ortam ışığıyla aydınlatıldığında oluşturduğu gölgedir. Nesnelerin birbirlerine göre yakınlığına ve yönelimine, ayrıca ortam ışığının yarıçapına ve yoğunluğuna bağlıdır. Ortam örtüşmesi, video oyunlarında nesnelerde gerçekçilik ve ince detaylar yaratmak için sıklıkla kullanılır.

Bir video oyununda ortam aydınlatmasını nasıl etkinleştirir veya devre dışı bırakırım?

Bir video oyununda ortam aydınlatmasını etkinleştirmek veya devre dışı bırakmak için genellikle oyunun grafik seçenekleri menüsüne erişmeniz ; burada ortam aydınlatmasına ayrılmış bir ayar bulacaksınız. Bu, basit bir açma/kapama düğmesi veya ortam aydınlatma seviyesini seçmenize olanak tanıyan bir kaydırıcı olabilir.

Ayrıca okuyun : Bulut oyunculuğu, video oyun endüstrisinin henüz keşfedilmemiş geleceği mi?

Ortam aydınlatmasının video oyun performansına etkisi nedir?

), grafik işlem biriminden ( GPU ) ve grafik kartından için video oyun performansını etkiler

Ortam aydınlatmasının seviyesi veya türü ne kadar yüksekse, o kadar fazla kaynak tüketir . Bu, oyunun akıcılığını ölçen kare hızında (FPS) düşüşe veya sistem sıcaklığında artışa yol açarak aşırı ısınmaya veya yavaşlamalara neden olabilir.

Ortam aydınlatmasının oyuncu için faydası nedir?

Ortam aydınlatmasının oyuncu için avantajı, video oyununu daha güzel ve sürükleyici hale getirmesidir . 3D nesnelere kabartma ve derinlik kazandıran gölge ve kontrast efektlerinin oluşturulmasına olanak tanır.

Ayrıca daha doğal ve uyumlu renkler elde edilmesini sağlar. Bu nedenle ortam aydınlatması, video oyunlarında daha gerçekçi bir atmosfer ve ortam yaratılmasına katkıda bulunur.