Enciclopedia de la iluminación por Naughty Dog

Joey Lenz de Naughty Dog nos contó en detalle sobre la iluminación en UE4 : sobre los valores, las fuentes, la temperatura de la luz, la iluminación en PBR, los recursos por los cuales se puede estudiar la iluminación y mucho más. El sitio web oficial polyplant.co de Joey tiene muchos consejos útiles de iluminación.

Sobre PBR

El PBR (Representación basada en la física) que utiliza datos medidos en el mundo real proporciona herramientas convenientes para crear materiales / iluminación con resultados predecibles y consistentes bajo diferentes condiciones de iluminación. Para los estudios de desarrollo de juegos, esto significa que sus artistas pueden pasar menos tiempo iterando sobre la creación y el procesamiento de contenido para crear una apariencia "correcta" en diferentes niveles. A su vez, esto ahorra dinero a los estudios. A los artistas acostumbrados a las viejas metodologías les llevará un tiempo aprender PBR. A veces es más difícil para ellos deshacerse del hábito de agregar información de iluminación / sombreado a la textura del albedo. Sin embargo, tan pronto como se sienten cómodos con este flujo de trabajo, se dan cuenta rápidamente de que es mucho más fácil de administrar que los medios tradicionales de renderizar texturas.


Aquí está mi último proyecto personal de PBR en el que trabajé con Phil Liu : The Iron Throne de Game of Thrones. Phil modeló / texturizó toda esta escena en Substance Designer , y yo fui responsable de la iluminación / postprocesamiento en Marmoset Toolbag 3 . Puede obtener más información sobre este proyecto en el sitio web de mi cartera .


Estoy firmemente convencido de que PBR debe tomarse como una guía, y no como la única solución correcta para cualquier circunstancia y juego. Esta es una parte de la paleta de herramientas del artista, y no puede ser un sustituto de la creatividad. Al final, debemos contar la historia visualmente, es decir, a veces tenemos que tomar libertades artísticas y evocar una cierta respuesta emocional de la audiencia y los jugadores.

Iluminación escénica con PBR

El uso de un flujo de trabajo PBR crea un estándar consistente y predecible para el trabajo en iluminación y materiales. Por ejemplo, si limita las texturas de albedo al rango de brillo recomendado, no aparecerán demasiado oscuras o iluminadas en comparación con otros elementos del entorno. El papel principal en esta parte del proceso es la iluminación reflejada. Si los colores base son demasiado oscuros, las texturas pueden absorber más energía de la luz que el reflejo, haciendo que el espacio sea más plano. Por otro lado, los valores de albedo demasiado brillantes pueden reflejar demasiada iluminación indirecta, creando áreas demasiado brillantes. El mismo concepto es válido para los niveles de saturación. Por ejemplo, si las texturas de un objeto están demasiado saturadas, se pueden hornear con resultados de iluminación que son menos de lo necesario y demasiado saturados. Si bien limitar los valores a intervalos específicos le permite lograr resultados fotorrealistas, también mantiene el equilibrio general de la escena, los objetos se corresponden entre sí y se sienten en el mismo universo. Sin embargo, si desea dar un aspecto específico o crear un punto focal, a veces para lograr el efecto deseado, es mejor descuidar los manuales para trabajar con PBR.

A continuación se muestra un ejemplo de intervalos de brillo de albedo para UE4, tomado de la sección Guía de PBR en mi sitio web.


De arriba a abajo: carbón, nieve recién caída, superficie de metal.

A continuación se muestra otro ejemplo, pero para los porcentajes de saturación de albedo en UE4, tomado de la sección Guía de PBR en mi sitio web.


De arriba a abajo: madera lacada, suelo oscuro, vegetación verde, oro, arena, madera rugosa

Temperatura de color

Muchos artistas están acostumbrados a usar valores RGB cuando trabajan con color, pero cuando usan Kelvin, la temperatura de color requiere un enfoque completamente diferente. Este proceso se utiliza principalmente para describir los colores de las fuentes de luz natural. Un ejemplo es el sol, que, según la hora del día, tiene una temperatura de color diferente. Es más cálido al amanecer / atardecer y más neutral al mediodía. Por lo tanto, si los artistas necesitan valores de color físicamente precisos para la iluminación, es conveniente usar la temperatura de color para esto. Además, algunas bombillas artificiales usan intencionalmente la temperatura de color, y es útil saber si desea simular ciertos valores en su escena.

El siguiente es un ejemplo de valores de temperatura de color.

Valores de luz

El uso de unidades físicas y valores de iluminación le permite obtener rápidamente resultados fotorrealistas. Sin embargo, incluso cuando uso estándares PBR, me gusta agregar un pase de arte después. En particular, en UE4 utilizo los valores PBR como base, pero a veces creo algo nuevo para mejorar la apariencia y la estética de mis proyectos. Por ejemplo, para el brillo del sol, utilizo valores en lux, para las texturas de emisión de luz / cielo - cd / m², y para fuentes de iluminación artificial lúmenes / candelas. A veces incluso investigo valores del mundo real para aplicarlos en la iluminación UE4, pero luego puedo ajustar su brillo / color si esto mejora el efecto visual. O puedo seguir estrictamente los valores del mundo real, y luego cambiar la apariencia solo cuando empiezo a graduar el color (directamente en UE4 o en alguna aplicación de terceros, como Nuke , Photoshop o Davinci Resolve ) y configurar los efectos posteriores. Hay innumerables opciones de procesamiento disponibles y todo depende de su preferencia.


Puede usar las tablas de búsqueda (LUT) para clasificar el color de la escena. Hay otras formas de gradación de color: círculos / curvas de color que dan resultados más precisos al renderizar.

Fuentes de luz

Algunos artistas solo confían en los parámetros del sol / cielo, pero la iluminación se puede hacer mucho más rica. En una escena al aire libre, uso el sol y el cielo como base (esto también puede depender mucho de la hora del día, el clima, etc.). Por ejemplo, cuando se trabaja en juegos de cierto tipo, esto puede ser lo único que está disponible para nosotros, debido a limitaciones de rendimiento técnico. Si no existen tales restricciones, personalmente soy fanático de usar iluminación de relleno / auxiliar, que le permite crear puntos de enfoque, áreas de interés, crear capas de elementos desde el fondo hasta el primer plano, aumentar la visibilidad / reflexión en espacios locales, dirigir al jugador en la dirección correcta, crear el estado de ánimo necesario / atmósfera, gradientes / contrastes de color para expresar la forma, etc. Esto no termina allí: la iluminación también se puede utilizar para cookies (en UE4 se llaman "funciones de luz"), iluminación manchada / reflejada, efectos visuales y mucho más. Aunque algunos de estos métodos no están basados ​​en la física, están diseñados para mejorar la apariencia del juego.

Estas son las opciones de iluminación para las funciones de iluminación del motor UE4:


Por otro lado, la iluminación interior puede requerir un enfoque ligeramente diferente. Soy fanático del uso de fuentes de luz de portal en ventanas y otras aberturas que conducen desde interiores al mundo exterior. Esto proporciona una directividad mejorada de la iluminación celestial para llenar el interior en comparación con, por ejemplo, el uso de un foco / fuente de luz rectangular. Sin mencionar el hecho de que las fuentes de iluminación del portal pueden proporcionar un aumento en la calidad de la cocción y reducir el ruido visual en los mapas de iluminación (en UE4, Lightmass Importance Volumes también puede ayudar con esto). Además, incluso puedo agregar fuentes de luz de relleno / auxiliares adicionales con una atenuación más suave para que la iluminación adicional penetre aún más en el interior. Estas fuentes de luz pueden tener una mayor saturación y, posiblemente, un cambio de color que simula un cambio en la temperatura del color según las distancias de atenuación en comparación con las fuentes de luz del portal. Esto, me parece, crea una mejor forma y enriquece el espacio.

Aquí está la iluminación del portal UE4, a la que se puede acceder en la sección Modos:


Fuera de la pantalla hay una ventana que permite que la luz ingrese a la habitación. La única diferencia entre las dos imágenes es que en una utilizo una fuente de luz del portal junto a la ventana, y en la otra no hay fuentes.

Iluminación artificial para botones y otros elementos.

Muchos pequeños detalles, como los botones, usan texturas radiantes llamadas mapas emisivos. Se pueden usar en la fase de horneado para emitir luz en la escena. Lo bueno de esta técnica es que la luz emitida se basa en la textura y la ubicación de estos píxeles en relación con las coordenadas del espacio del mundo. Esto proporciona resultados más precisos que el uso, por ejemplo, de una fuente de luz puntual / puntual / rectangular para simular la luz emitida por un botón. Para un mejor control sobre el brillo de la luz emitida, ajusto la fuerza de la textura emisiva. En UE4, esto se puede hacer fácilmente a través del Editor de materiales (multiplicando la textura de emisión por un valor) o configurando el parámetro Emissive Boast de las mallas estáticas (a las que se asignan los materiales emisores de luz). En las texturas de emisión, se pueden usar valores de cd / m².

Aquí hay un ejemplo de un material emisor de luz de UE4 y varias formas en que puede ajustar la potencia de emisión:


Deshabilitar / habilitar la capacidad de una malla estática para emitir iluminación estática:


Cuando se trabaja con fuentes de luz más abstractas, por ejemplo, con portales mágicos o elementos de ciencia ficción, se pueden aplicar varias metodologías. A veces, solo una comprobación visual es suficiente. Sin embargo, está limitado a él, y estas fuentes / efectos de luz se utilizan en varios niveles, por lo que será difícil mantener el nivel de integridad necesario. Por lo tanto, prefiero otra técnica: compare los valores de estos efectos de iluminación con los valores especificados por PBR. Incluso si no usan los valores establecidos del mundo real, al menos se pueden usar para equilibrar y comparar con mundos convincentes en los que existen armoniosamente. Si establece estándares básicos, incluso para elementos de iluminación más fantásticos, puede ahorrar tiempo en su procesamiento, así como en la creación del resto de los gráficos.

Consejos para principiantes

Hoy en día, hay muchos recursos en Internet para explorar la iluminación. Mi primera recomendación no se limita solo a UE4. Explore tantos entornos diferentes como sea posible. Aprenda cinematografía, iluminación de escenarios, juegos de estudio, pinturas clásicas, fotografías, dispositivos de iluminación en parques de atracciones, comuníquese con artistas de iluminación profesionales, considere arte conceptual, cómics, naturaleza, etc. (En mi opinión, la naturaleza es la mejor maestra para un artista). Primero, aprenda los conceptos básicos del dominio artístico, porque aunque es importante comprender el trabajo de las herramientas, ellas mismas no crearán una imagen hermosa y, además, están en constante cambio.

Se pueden encontrar materiales de iluminación de calidad en los tutoriales de Gnomon Workshop de Jeremy Vickery . Y Tilmann Milde en YouTube tiene una excelente serie de Lighting Academy sobre iluminación UE4. Finalmente, si necesita tutoriales sobre materiales / cobertura de PBR en UE4, en mi sitio hay una sección completa dedicada solo a estos temas. Me esfuerzo por actualizarlo constantemente, comenzar el estudio por referencia .

Sobre el autor

Me llamo Joey Lenz . Actualmente trabajo como artista principal de iluminación de nivel en Naughty Dog y actualmente estoy involucrado en la creación de The Last of Us Part II.

Recuerdo muy claramente lo que me inspiró en la infancia. Cuando tenía unos cinco años, mis padres compraron SNES para Navidad. Completo con él se entregó Super Mario World. ¡Dios, con qué placer desplegué este cartucho! El momento de "eureka" llegó cuando en el primer nivel salté y golpeé una caja con un signo de interrogación. Yoshi saltó y me sorprendió por completo. Estaba fascinado por el trabajo de la mecánica interactiva, a pesar de que no entendí nada al respecto. Entonces, en mí había un interés no solo en los juegos, sino también en su trabajo interno, y Yoshi cambió mi vida.

Mi carrera en el arte digital comenzó con el diseño gráfico y los efectos visuales. Participé en pequeños proyectos únicos y en la creación de películas independientes, pero una verdadera carrera en la industria del juego comenzó con mi mejor amigo Phil Liu. En ese momento, estudió diseño de juegos y sugirió que tratara de aprender Unreal Engine 3 . Casi de inmediato, me enamoré de los gráficos en tiempo real del motor y me fascinó el nivel de su interactividad. Encontré la combinación perfecta de factores en los juegos: puedes tomar la calidad visual del cine y optimizarla para usarla en un entorno digital en tiempo real. Desde entonces, he podido trabajar en varias series de juegos, como Call of Duty, Halo, Forza Motorsport, etc.


Entrevista realizada por Kirill Tokarev