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A continuación pasamos a hablar de los dos principales tipos
de cálculo de la iluminación para videojuegos y para 3D.
Empezamos por el primero iluminación por renderizado independiente.
Ese tipo de cálculo se hace en programas de creación 3D como puede ser
el mismo 3DCMAX, o en algunos motores para videojuegos, como también lo es el Unity.
Así pues en estos programas de 3D se configuran las
escenas y se calcula la luz de manera independiente.
El producto final de esto son los diferentes mapas de luz
que veremos en la siguiente diapositiva en más detalle.
El cálculo independiente de la luz sirve para calcular tanto la luz directa como
como la luz indirecta.
Con lo cual el resultado final tiene un nivel de detalle alto y muy realista.
Eso si, por contra, el cálculo como es muy en detalle,
se toma un tiempo, se tarda un tiempo en poderlo calcular,
así que a nivel de producción hay que tener ésto en cuenta que
va a ver que destinar unos recursos de tiempo para realizar esta tarea.
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Principalmente, el cálculo de la luz de esta manera,
sirve para elementos estáticos, you que, vamos a utilizar los nombres de luces
que de alguna forma graban y congelan la iluminación en unas texturas.
Así pues, tenemos que jugar con los pros y contras
de este tipo o de esta técnica para calcular la iluminación.
Y, podemos destacar que por una lado tenemos unos resultados muy realistas,
pero por otro lado estamos utilizando texturas que son los mapas de luz con lo
cual estamos cargando mucha memoria de video.
Al utilizar varias texturas, y además también tenemos que sumar el elemento
negativo que supone pues todo el proceso de trabajo
de preparar las escenas para generar los diferentes mapas de luces.
Que conlleva también un trabajo de gestión y de organización de las escenas
y de preparación de la geometría.
Es necesario hablar un poquito más en detalle de lo que son los mapas de luz,
porque es un concepto que you hemos ido hablando en este tema bastantes veces.
Así que para entenderlo mejor,
lo primero es incidir en que los mapas de luz son texturas, son archivos de imagen,
como puede ser por ejemplo, el archivo de imagen que sirve para el color difuso.
Pero, en este caso, la información que tiene este tipo de texturas,
es una información de la luz y tanto la luz directa como la luz indirecta.
Esta información de luz se va a mezclar con la del color difuso.
Esto lo podemos ver en la imagen ejemplo de esta diapositiva, en como vemos que
tenemos una textura en la izquierda difuso y un mapa de luz a la derecha.
Y esto en el motor se fusiona y el resultado final, pues como veis,
mezcla ambas informaciones para conseguir un resultado final de iluminación.
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Obviamente la textura del lightmap, del mapa de luz
está preparada para congelar y grabar la información de la luz, y esto hace que,
si un elemento se mueve, pues no se vea reflejado en el mapa de luz.
Por esto decimos que los mapas de luz son principalmente para elementos estáticos.
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Además, los mapas de luz requieren que las geometría esté mapeada, desplegando
todas las caras, es decir, que ninguna de las caras repita o se solape entre si.
Esto es porque la iluminación, la luz, en un objeto,
en su geometría, en su volumetría, nunca incide de la misma manera you que todas
las caras están posicionadas de manera diferente en relación a la fuente de luz.
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Ésto también conlleva que, normalmente, sea necesario un canal de mapeado propio.
Normalmente, las texturas de difuso tienen un canal de mapeado para
esta información de difuso, y hay que añadirle un canal de
mapeado independiente y que se dedique exclusivamente al mapa de luz.
En los mapas de luz también es muy importante aprovechar bien
el espacio porque como estamos gastando textura,
estamos gastando información que se va a cargar a nivel de memoria de video.
Por lo tanto hay que intentar optimizar al máximo el espacio que estamos
utilizando para los mapas de luz.
También hay que tener en cuenta la relación que hay entre la resolución que
gastamos en nuestras texturas de mapas de luz, la resolución en pixeles,
con la superficie que estamos cubriendo.
you que, por ejemplo, si queremos hacer un mapa de luz de una pared que hace seis
metros de largo, pues vamos a necesitar solamente más resolución que si
cubrimos la superficie de una pared que hace solamente un metro de largo.
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Bien, la otra forma de calcular la iluminación
para gráficos por ordenador y también para videojuegos,
es la iluminación desde un motor, la iluminación por motor.
Esta se genera dentro del propio motor del videojuego.
El cálculo es por tanto, en tiempo real.
Principalmente la capacidad de ese tipo de cálculo por motor en tiempo real
se centra en el cálculo de la luz directa.
Eso si, en los últimos tiempos you empiezan no solamente a aparecer sino
a a asentarse lo motores que permiten también el cálculo de la luz indirecta.
Ahora sí, este cálculo de la luz indirecta es aún un poco incipiente y va mejorando
poco a poco, y aún está bastante limitado por cuestiones de rendimiento.
Ese tipo de cálcuclo va acondicionado mucho por el tipo de hardware,
no solamente del hardware donde corre el programa o el motor que estamos utilizando
para crear el videojuego.
Sino también por el hardware en el que al final se va a jugar el videojuego.
La plataforma de destino la plataforma del juego.
Por ejemplo las plataformas móviles,
son mucho más restrictivas para el uso de iluminación por motor.
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Este tipo de iluminación sirve para objetos tanto dinámicos como estáticos.
Y además es necesaria este tipo de iluminación para generar ciertos efectos
que, bueno, algunos de ellos you los hemos visto cuando hemos hablado de técnicas de
modelado y de texturizado, como es el uso del Normal Map o del Especular Map.
Las luces por motor ayudan a que estos efectos se vean y luzcan de manera
adecuada.
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En este caso a nivel de pros y contras pues podemos decir que aunque el resultado
es un poco menos realista, es cierto que ayuda
a nivel de crear efectos y además es muy rápido y muy ágil.
Eso si, el aspecto aún más negativo sigue siendo el rendimiento.
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Pasamos ahora a explicar de forma también bastante sintética y resumida cuáles son
las principales partes del proceso de iluminación.
Que un artista debe llevar a cabo para poder iluminar sus diferentes elementos,
you sean entornos o objetos e incluso algún tipo de personaje.
A continuación los vamos a ver de forma más detallada, cada uno de ellos.
Básicamente nos vamos a centrar en cómo hay que determinar el estilo en función
de dirección artística, tener en cuenta la tecnología disponible.
Trabajar y tener en cuenta también el diseño de nivel,
escoger las fuentes de luz, determinar su alcance, intensidad y color.
Y después you pasar a calcular tanto la luz directa como la luz indirecta.
Y por último, pues,
darle especial atención a cómo afrontar los objetos que se mueven.
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Vale, en primer lugar,
es muy importante tener el estilo y seguir la dirección artística.
Y esto es muy importante porque,
como iluminar ciertamente conlleva varias dificultades, muchas veces.
Uno se centra en los aspectos más técnicos y se acaba olvidando de los aspectos
artísticos que no hay que olvidar que al final se van a ver más.
Hay que tener muy claro que se quiere expresar con la iluminación.
Y va muy bien tener muchas imágenes de referencia que te marquen el estilo
a seguir.
Sobre todo no hay que olvidar que la iluminación debe encajar y ser coherente
con todo el resto del juego.
Tanto toda la ambientación como la experiencia o la jugabilidad.
En muchos casos a nivel de jugabilidad nos interesa que la iluminación tenga un papel
activo, oscureciendo zonas.
O justamente al contrario.
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También es muy importante tener muy clara cual es la tecnología disponible.
Por ejemplo saber hasta que punto se pueden usar las luces por motor o tenemos
que renderizarlas de manera independiente.
También hay que tener muy claro la potencia del hardware,
de la plataforma en la que se va a jugar el juego.
Y también qué cantidad de detalle va a ser necesario para la iluminación,
you que puede ser que algunos tipos de juegos pidan más detalle,
por que son más realistas.
Mientras que otros no sean tan exigentes porque son un poquito más cartoon.
Enric Martí GòdiaAssociate Professor
Pere Nolla RodríguezFreelance y Colaborador docente
