मध्य पृथ्वी के फ्रेम को कैसे प्रस्तुत करना है: छाया की Mordor

मध्य पृथ्वी: शैडो ऑफ मोर्डर को 2014 में लॉन्च किया गया था। खेल ही एक बड़ा आश्चर्य था, और यह तथ्य कि यह रिंग ब्रह्मांड के भगवान की कहानी का स्पिन-ऑफ था, काफी अप्रत्याशित था। खेल को बड़ी सफलता मिली, और लेखन के समय, मोनोलिथ ने पहले ही एक सीक्वल - शैडो ऑफ वार जारी किया। खेल के ग्राफिक्स बहुत सुंदर हैं, खासकर यह देखते हुए कि यह Xbox 360 और PS3 सहित कंसोल की विभिन्न पीढ़ियों के लिए जारी किया गया था। पीसी संस्करण बहुत अच्छी तरह से पॉलिश किया गया है, इसमें अतिरिक्त ग्राफिक्स विकल्प और उच्च-रिज़ॉल्यूशन बनावट पैक हैं जो गेम की क्षमता को पूरी तरह से प्रकट करते हैं।

खेल अपेक्षाकृत नए DX11 आस्थगित रेंडर का उपयोग करता है। गेम के रेंडरिंग तकनीकों को गहराई से जानने के लिए मैंने रेंडरडॉक का उपयोग किया। काम करते समय, अधिकतम संभव ग्राफिक पैरामीटर (अल्ट्रा) का उपयोग किया गया था और सभी संभव "लोशन" को शामिल किया गया था, जैसे कि क्रम से स्वतंत्र पारदर्शिता, टेसेलेशन, स्क्रीन स्पेस में रोड़ा और विभिन्न गति धब्बा।

ढांचा

यहां एक फ्रेम है जिसका हम विश्लेषण करेंगे। खिलाड़ी उडुं क्षेत्र में एक लकड़ी के मंच पर स्थित है। मॉर्डर की छाया, हत्यारे की पंथ जैसे खेल के यांत्रिकी के समान यांत्रिकी का उपयोग करती है, जहां आप इमारतों और टॉवर पर चढ़ सकते हैं, और फिर छतों से आसपास के डिजिटल परिदृश्य का आनंद ले सकते हैं।

गहराई का मार्ग

लगभग 140 पहले रेंडर कॉल गहराई बफर के लिए सबसे बड़े उन्नयन तत्वों और इमारतों को प्रस्तुत करने के लिए एक त्वरित प्रारंभिक पास बनाते हैं। अधिकांश ऑब्जेक्ट इस प्रारंभिक पास में नहीं आते हैं, लेकिन यह तब मदद करता है जब गेम में बहुत बड़ी संख्या में ड्रॉ कॉल होते हैं और आप दूर तक देख सकते हैं। दिलचस्प है, एक चरित्र जो हमेशा स्क्रीन के केंद्र में होता है और स्क्रीन स्पेस के एक सभ्य अंश पर कब्जा कर लेता है, इस मार्ग में नहीं आता है। कई अन्य खुले विश्व खेलों की तरह, इंजन उलटा z मान का उपयोग करता है। यह तकनीक बड़ी दूरी पर सटीकता बढ़ाने और z- टकराव को रोकने के लिए पास के विमान को 1.0 और सुदूर विमान को 0.0 से बांधती है। Z- बफर सटीकता के बारे में अधिक यहाँ पढ़ें।

जी बफर

इसके तुरंत बाद, जी-बफर पास शुरू होता है, जो लगभग 2700 ड्रॉ कॉल में किया जाता है। यदि आप कैसलवन के मेरे पिछले विश्लेषण को पढ़ते हैं : लॉर्ड्स ऑफ़ शैडो 2 या इसी तरह के अन्य लेखों का अध्ययन किया है, तो यह मार्ग आपको परिचित होना चाहिए। सतहों की संपत्ति बफ़र्स के एक सेट में दर्ज की जाती है, जो तब प्रकाश की गणना से गुजरती है ताकि प्रकाश की सतहों की प्रतिक्रियाओं की गणना की जा सके। Mordor की छाया एक क्लासिक आस्थगित रेंडरर का उपयोग करती है, लेकिन इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए G-बफर के रेंडर टारगेट की अपेक्षाकृत कम संख्या का उपयोग किया जाता है (3)। तुलना के लिए: इस मार्ग में अवास्तविक इंजन 5-6 बफ़र्स का उपयोग करता है। जी-बफर में निम्नलिखित योजना है:

सामान्य बफर

आर	जी	बी	एक
Normal.x	Normal.y	Normal.z	आईडी

मानदंड बफर "8 बिट प्रति चैनल" के प्रारूप में विश्व अंतरिक्ष में मानदंडों को संग्रहीत करता है। यह मुश्किल से पर्याप्त है, और कभी-कभी बिल्कुल भी नहीं, आसानी से बदलती सपाट सतहों का वर्णन करने के लिए। यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो यह खेल में कुछ पोखरों में देखा जा सकता है। अल्फा चैनल का उपयोग एक आईडी के रूप में किया जाता है जो विभिन्न प्रकार की वस्तुओं को चिह्नित करता है। उदाहरण के लिए, मुझे पता चला कि 255 चरित्र, झंडे के एनिमेटेड हिस्से को 128 और आकाश को आईडी 1 के साथ चिह्नित किया गया है, क्योंकि बाद में इन पहचानकर्ताओं को इसे जोड़ने के चरण में फ़िल्टर करने के लिए उपयोग किया जाता है (आकाश को अपना खुद का रेडियल खिलता है)।



मूल लेख में, ये और कई अन्य छवियां अधिक स्पष्टता के लिए एनिमेटेड हैं, इसलिए मैं वहां देखने की सलाह देता हूं।

बफर अलबेडो

आर	जी	बी	एक
Albedo.r	Albedo.g	Albedo.b	गुहा रोड़ा

अल्बेडो बफर अल्बेडो के सभी तीन घटकों और एक छोटे पैमाने पर रोड़ा (कभी-कभी गुहा रोड़ा कहा जाता है) को संग्रहीत करता है, जिसका उपयोग छोटे विवरणों को छाया देने के लिए किया जाता है जो कि स्क्रीन स्पेस में छाया मानचित्र या पोस्ट-प्रोसेसिंग के साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता है। यह मुख्य रूप से सजावटी प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, कपड़े पर छेद और घटता है, एक पेड़ में छोटी दरारें, टैलियन के कपड़े पर छोटे पैटर्न, आदि।



जब शडर में शत्रु प्रसंस्करण करते हैं, तो अल्बेडो रक्त की बनावट को ध्यान में रखता है (दिलचस्प बात यह है कि टैलियन को कभी भी घाव नहीं मिलते हैं)। रक्त की बनावट दुश्मनों के कपड़े और शरीर के रेंडरिंग चरण के लिए इनपुट है, लेकिन यह रक्त के रंग को निर्दिष्ट नहीं करता है, जो निरंतर बफर में इनपुट है, लेकिन रक्त की प्रदर्शित मात्रा को नियंत्रित करने के लिए कारकों / रक्त के स्तर को निर्धारित करता है। इसके अलावा, सामान्य अभिविन्यास का उपयोग प्रभाव को स्केल करने के लिए किया जाता है, जिससे आप रक्त की गति को नियंत्रित कर सकते हैं। तब अल्बेडो अनिवार्य रूप से दुश्मन द्वारा प्राप्त घावों की चमक के साथ चमकता है, रक्त के नक्शे पर संबंधित स्थान से लिया जाता है, और एक आश्वस्त रक्त प्रभाव प्राप्त करने के लिए अन्य गुणों, जैसे कि स्पेक्युलर को भी संशोधित करता है। मुझे उस फ्रेम का हिस्सा नहीं मिला, जिसमें नक्शे को प्रस्तुत किया गया है, लेकिन मुझे लगता है कि वे फ्रेम की शुरुआत में सही दर्ज किए जाते हैं जब तलवार उजागर होती है, और फिर यहां उपयोग किया जाता है।

स्पेक्युलर बफर

आर	जी	बी	एक
बेअदबी	विशिष्ट तीव्रता	Fresnel	सब्सक्राइबर स्कैटरिंग फैक्टर

स्पेक्युलर बफ़र में अन्य सतह गुण होते हैं जिन्हें गेम में देखे जाने की उम्मीद की जा सकती है, जैसे कि खुरदरापन (यह काफी खुरदरापन नहीं है, लेकिन एक छोटा स्पेक्युलर डिग्री है, लेकिन इसे इस तरह से समझा जा सकता है), स्पेक्युलर इंटेंसिटी (स्पेक्युलर रिफ्लेक्शन की चमक) जो तराजू अल्बेडो सही रंग स्पेकुलर, रिफ्लेक्टिविटी फैक्टर प्राप्त करने के लिए (आमतौर पर साहित्य में इसे F0 के रूप में संदर्भित किया जाता है, क्योंकि यह फ्रेस्नेल मिरर प्रतिक्रिया के लिए इनपुट है) और उपसतह बिखरने (उपसतह बिखरने) घटक है। बाद वाले घटक का उपयोग पतली ऊतक, पौधों और त्वचा जैसे पारभासी पदार्थों को रोशन करने के लिए किया जाता है। यदि बाद में हम प्रकाश की छाया के अध्ययन में गोता लगाते हैं, तो हम पाते हैं कि यहाँ हम ब्लिन-फोंग के अनुसार सामान्यीकृत स्पेकुलर मॉडल की भिन्नता का उपयोग करते हैं।

आस्थगित घोषणाएँ

जैसा कि हमने ऊपर देखा, Mordor की छाया घायल पात्रों पर रक्त के काफी विस्तृत निशान दिखाती है। जब टैलियन अपनी तलवार चलाता है, तो पर्यावरण भी अंधेरे ऑर्के रक्त के अपने हिस्से को प्राप्त करता है। हालांकि, पर्यावरण के लिए एक और तकनीक का उपयोग किया जाता है - आस्थगित decals । इस तकनीक में समतल बनावट का एक सेट पेश करने की सतह पर है, जो पहले प्रदान किया गया था। इस तरह, जी-बफर की सामग्री को प्रकाश पास करने से पहले इस नई सामग्री से बदल दिया जाता है। रक्त के मामले में, बस खूनी स्प्रे पर्याप्त है, और जब बदले में कई decals प्रदान करते हैं, तो एक बल्कि उदास परिदृश्य जल्दी से बनाया जाता है।












जी-बफर मार्ग में प्रदान की जाने वाली आखिरी चीज आकाश है, एचडीआर बीसी 6 एच प्रारूप में आकाश की बनावट बहुत उच्च संकल्प (8192 × 2048) है। मुझे थोड़ा टोन सुधार करना पड़ा, क्योंकि एचडीआर में सभी रंग बहुत गहरे हैं।

चौकोर

खेल का एक बहुत ही दिलचस्प "फीचर" (यदि इसे चालू किया गया है) टेसूलेशन है। यह कई अलग-अलग चीजों के लिए उपयोग किया जाता है, इलाके से लेकर चरित्र प्रतिपादन (साथ ही सहारा और चरित्र ऑब्जेक्ट) तक। यहां, टसेलेशन कम पॉली मेष को कम नहीं करता है, लेकिन एक बिंदु बादल से बहुभुज बनाता है, विस्तार के स्तर के लिए मानदंडों के आधार पर, अनुमंडल की आवश्यक डिग्री का उपयोग करके, उदाहरण के लिए, कैमरे की दूरी पर। एक दिलचस्प उदाहरण टैलियन क्लोक है, जो एक बिंदु बादल (भौतिकी सिमुलेशन के बाद) के रूप में GPU में प्रेषित होता है, और टेसलेशन शेड पॉलीगॉन को फिर से बनाता है।

आदेश-स्वतंत्र पारदर्शिता

पहली चीज़ों में से एक जिसने मुझे अपनी विचित्रता के साथ मारा, वह बाल उपचार पास है, क्योंकि यह एक बहुत ही जटिल विशेष प्रकार का काम करता है। ग्राफिक्स विकल्पों में, बालों के लिए OIT (ऑर्डर-इंडिपेंडेंट ट्रांसपेरेंसी) विकल्प का उल्लेख किया गया है, अर्थात यह होना चाहिए। सबसे पहले, यह एक अलग बफर में आउटपुट करता है और जी-बफर के समान "गहरी" संरचना में गुणों को बचाने के दौरान एक दूसरे पर आरोपित पारदर्शी पिक्सल की कुल संख्या की गणना करता है। बाद में, एक और shader अपनी गहराई के अनुसार अलग-अलग व्यक्तिगत अंशों को क्रमबद्ध करता है। ऐसा लगता है कि तीर इस तरह से भी प्रस्तुत करते हैं (शायद, उनके प्लम को उचित छंटाई की आवश्यकता होती है)। यह एक बहुत ही सूक्ष्म प्रभाव है जो किसी विशेष ग्राफिक अंतर को नहीं जोड़ता है, लेकिन यह अभी भी एक दिलचस्प विवरण है। यहां एक सरल उदाहरण है: ऊपर की छवि अतिव्यापी टुकड़ों की संख्या (रेडर, अधिक टुकड़े) दिखाती है। नियमित पारदर्शिता अभी भी सीपीयू द्वारा सॉर्ट की जाती है और पारंपरिक अल्फा के रूप में प्रदान की जाती है। केवल व्यक्तिगत संस्थाएँ ही OIT पास में आती हैं।

Mordor की छाया

SoM के कई छाया स्रोत हैं। डायनामिक प्रकाश स्रोतों के पारंपरिक छाया मानचित्रों के अलावा, SoM स्क्रीन स्पेस में एक दो-चैनल परिवेश रोड़ा का उपयोग करता है, खेल में लगभग सभी वस्तुओं के लिए बनाया गया एक माइक्रो-स्केल रोड़ा, और एक शीर्ष दृश्य के साथ ऊंचाई के नक्शे के समान एक रोड़ा बनावट।

स्क्रीन स्पेस में शामिल होना

पहली पास स्क्रीन स्पेस में परिवेश जी-बफर और स्पेक्युलर रोड़ा का उपयोग करके प्रस्तुत करता है। Shader अपने आप में एक बहुत बड़ा खुलासा चक्र है जो पूर्ण आकार के गहराई वाले नक्शे और पहले से कम औसत गहराई वाले नक्शे दोनों का नमूना देता है, जो दिए गए पैटर्न में पड़ोसी नमूनों की तलाश करता है। यह रोड़ा स्रोतों की खोज में छद्म यादृच्छिक वैक्टर का चयन करने के लिए 4x4 वर्ग बनावट का उपयोग करता है। यह एक शोर रोड़ा बफर प्रदान करता है, जिसे बाद में दो पासों में एक साधारण ब्लर द्वारा सुचारू किया जाता है। यहां सबसे दिलचस्प विशेषता यह है कि दो अलग-अलग रोड़ा चैनल हैं: उनमें से एक का उपयोग सट्टा रोड़ा के रूप में किया जाता है, और दूसरा फैलाना रोड़ा के रूप में किया जाता है। मानक SSAO कार्यान्वयन में, एक चैनल की गणना की जाती है जो सभी पके हुए प्रकाश पर लागू होता है। यहां, एसएसएओ कार्ड को दिशात्मक प्रकाश मार्ग के प्रसारण के लिए भी पढ़ा जाता है, जहां इसका उपयोग किया जाता है।

छाया कार्ड

अगली घटना छाया मानचित्र का प्रतिपादन है। चूंकि खेल की कार्रवाई मुख्य रूप से खुले स्थानों में होती है, इसलिए अधिकांश प्रकाश और छाया मुख्य दिशात्मक प्रकाश से लिए जाते हैं। यहां हम छायांकन मानचित्रों की तकनीक का उपयोग करते हैं (जिनमें से एक भिन्नता समानांतर विभाजित छाया नक्शे हैं ), लंबी दूरी पर छाया लगाने के लिए एक काफी मानक तकनीक है, जिसमें अंतरिक्ष के विभिन्न क्षेत्रों के लिए प्रकाश स्रोत के एक बिंदु से एक ही दृश्य का प्रतिपादन होता है। आमतौर पर, कैमरे के कवरेज क्षेत्र से दूर छाया नक्शे या तो बड़ी दूरी पर होते हैं या पिछले लोगों की तुलना में कम रिज़ॉल्यूशन होते हैं, अनिवार्य रूप से उन क्षेत्रों में रिज़ॉल्यूशन को कम करते हैं जिनमें विवरण इस तथ्य के कारण अभी भी आवश्यक नहीं है कि ज्यामिति बहुत दूर है। इस दृश्य में, गेम छाया के तीन कैसकेड का प्रतिपादन करता है 4096 × 4096 (वास्तव में, गेम में चार के लिए जगह है)। ऊपरी झरना तालियन के बहुत करीब है, और निचले हिस्से में कैमरे से बहुत दूर पहाड़ और वस्तुएं शामिल हैं। छाया के साथ काम करते समय, गेम उलटे z के साथ समान चाल का उपयोग करता है जैसा कि गहराई के नक्शे में समन्वयित होता है। \ n

छाया बफर

अगला कदम छाया बफर बनाना है। यह एक एकल-चैनल बनावट है, जो पिछले छाया मानचित्रों से रोड़ा जानकारी के आधार पर, यह अंतराल में एक छाया कारक को कूटबद्ध करता है [0, 1]। किनारों के चारों ओर चिकनाई पैदा करने के लिए, छाया मानचित्र को एक विशेष बिलिनियर नमूने की स्थिति का उपयोग करते हुए 4 बार नमूना लिया जाता है, जो 4 नमूने प्राप्त करता है और एक दिए गए मूल्य के साथ उनकी तुलना करता है (इसे प्रतिशत बंद फ़िल्टरिंग कहा जाता है)। कई नमूने प्राप्त करना और उनके परिणामों का औसत अक्सर प्रतिशत क्लोजर सॉफ्ट शैडो कहा जाता है। छाया मानचित्र को पढ़ने के अलावा, स्पेक्युलर बफर के अंतिम घटक (यानी, उपसतह बिखरने गुणांक) को भी नमूना लिया जाता है, जिसे "लाइट ब्लीड कारक" से गुणा किया जाता है। ऐसा लगता है कि इन वस्तुओं से छाया को खत्म करने के लिए यह आवश्यक है, ताकि थोड़ा और प्रकाश उनके माध्यम से गुजरता हो।

दिशात्मक प्रक्षेपण बनावट

एक अन्य प्रकाश और छाया स्रोत एक शीर्ष दृश्य बनावट है जो एक दिशात्मक प्रकाश स्रोत द्वारा नमूना है। यह रंग प्रकाश दिशात्मक प्रकाश स्रोत के रंग में जोड़ा जाता है, साथ ही वैश्विक छायांकन का प्रभाव जो दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था पर लागू होता है। ऐसा लगता है कि उनमें से कुछ मैन्युअल रूप से एक शीर्ष दृश्य के साथ स्वचालित रूप से उत्पन्न स्तर प्रकाश मानचित्र के शीर्ष पर बनाए गए थे। ऐसा लगता है कि स्थिर ज्यामिति के लिए छाया के किनारों को मैन्युअल रूप से समायोजित किया जाता है (शायद असली छाया मानचित्र के साथ संघर्ष से बचने के लिए), और कुछ हिस्से हाथ से थोड़ा रंगा हुआ भी दिखाई देते हैं। संभवतः इस बनावट का कार्य दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था के अलावा बड़े पैमाने पर परिवेश रोड़ा और हल्के वैश्विक रोशनी सिमुलेशन का कम लागत वाला जोड़ है। नीचे दी गई छवियां ह्यू, रोड़ा और दोनों कारकों के उत्पाद को दिखाती हैं, जो हमें एक विचार देता है कि अंतिम रंग का मुखौटा कैसा दिखता है।




सभी लाइटिंग पास का परिणाम R11G11B10F प्रारूप के रेंडर टार्गेट में सेव होता है। यहाँ परिणाम कैसा दिखता है। मैंने दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था के प्रभाव को और अधिक दृश्यमान बनाने के लिए परिणामों का एक टन सुधार किया।


सभी दूर के पर्वत (ऊपर की छवि में नहीं दिखाए गए) भी दिशात्मक प्रकाश से रोशन हैं, लेकिन उन्हें एक अलग मामले के रूप में हाइलाइट किया जाता है ताकि प्रकाश को बेहतर ढंग से नियंत्रित किया जा सके। कुछ बड़े पैमाने पर हैं, लेकिन जो आगे हैं वे वास्तव में चतुराई से सामान्य और अल्बेडो नक्शे बनाए गए हैं। उनके पास दिशात्मक प्रकाश के विशेष स्रोत हैं जो केवल पहाड़ों को प्रभावित करते हैं।

स्थैतिक प्रकाश व्यवस्था

Mordor की छाया स्थैतिक प्रकाश व्यवस्था के बहुत स्मृति-गहन कार्यान्वयन का उपयोग करती है, जो बहुत बड़ी मात्रा में बनावट का उपयोग करती है। नीचे दी गई छवि इस क्षेत्र के प्रसार को रोशन करने के लिए उपयोग की जाने वाली रोशनी की मात्रा के लिए तीन स्थिर बनावट दिखाती है। उनमें से प्रत्येक एक विशाल संकुचित बनावट 512x512x128 BC6H है, अर्थात, वे 32 एमबी प्रति बनावट या 96 एमबी सामान्य रूप से कब्जा करते हैं (हम अधिकतम गुणवत्ता सेटिंग्स के साथ खेलते हैं)। रंग की बनावट वैक्सल में प्रवेश करने वाली तीव्रता को इंगित करती है। अन्य दो सभी छह दिशाओं xyz और -xyz के साथ इस तीव्रता की ताकत या परिमाण को इंगित करते हैं, और सामान्य का उपयोग तीन घटकों (सकारात्मक या नकारात्मक xyz, उन जो सामान्य के साथ सबसे अधिक संगत हैं) का चयन करने के लिए किया जाता है। इस वेक्टर का निर्माण करने के बाद, हम इसके वेक्टर उत्पाद को सामान्य के वर्ग से लेते हैं, और यह तीव्रता के लिए स्केलिंग कारक बन जाता है। सूत्र इस प्रकार है:



स्टेटिक लाइट वॉल्यूम्स स्पेक्युलर लाइटिंग के लिए क्यूबिक मैप भी प्रस्तुत करते हैं, जो एसएलवी के केंद्र में होने की संभावना है। दिलचस्प रूप से पर्याप्त है, वॉल्यूम टेक्सचर एचडीआर मूल्यों को बीसी 6 एच में संकुचित करता है, और क्यूबिक नक्शे बीसी 3 (डीएक्सटी 5) प्रारूप में संग्रहीत किए जाते हैं, जो फ्लोटिंग पॉइंट वैल्यू स्टोर नहीं कर सकते हैं। इस सीमा की भरपाई करने के लिए, अल्फा चैनल चमक बरकरार रखता है, जो तब 1-10 से तराजू। यह थोड़ा अजीब निर्णय है, और मेरे लिए, यह एक विरासत कार्यान्वयन की तरह दिखता है। यह मत भूलो कि खेल पिछली पीढ़ी के कंसोल के लिए जारी किया गया था, जो नए एचडीआर बनावट प्रारूपों का समर्थन नहीं करते हैं।


नीचे दिए गए फ्रेम औसत छवि के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए "पहले और बाद में" परिणाम दिखाते हैं। विज़ुअलाइज़ेशन के लिए, मैंने टोनल सुधार किया।

वायुमंडलीय कोहरा

Mordor की छाया में एक मौसम और समय प्रणाली होती है, जिसकी बदौलत Mordor में खेल के माध्यम से सूरज चमकता है या बारिश होती है। इस प्रणाली को घटकों के योग द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और सबसे महत्वपूर्ण में से एक कोहरा है। मॉर्डर की छाया वायुमंडलीय कोहरे के एक बहुत ही सरल लेकिन शारीरिक रूप से ध्वनि मॉडल का उपयोग करती है, जिसमें एकल रेले बिखरने के साथ-साथ एक गोलाकार कण (माई स्कैटरिंग) भी बिखरे हुए हैं।

यह पृथ्वी के केंद्र के सापेक्ष कैमरे की स्थिति की गणना करके शुरू होता है। कई त्रिकोणमितीय सूत्र यह निर्धारित करना संभव बनाते हैं कि कैमरा वायुमंडल में कहाँ स्थित है, जहाँ पिक्सेल है, और वायुमंडल की अधिकतम ऊँचाई पर किरण किस दूरी पर वायुमंडल में जाती है। हमारे मामले में, वायुमंडल ग्रह की सतह से 65,000 मीटर की ऊंचाई पर स्थित है। इस जानकारी को ध्यान में रखते हुए, रेले और गोलाकार कण गुणांक का उपयोग कोहरे के कणों और उसके रंगों के घनत्व के दोनों प्रकारों की गणना करने के लिए किया जाता है। ये घनत्व पहले से छायांकित पिक्सेल को अस्पष्ट करते हैं, छायांकित सतह से कैमरे में प्रवेश करने वाले प्रकाश को बिखरते हैं, और कोहरे में योगदान करते हैं। ऐसे बिखराव का अनुकरण करते समय, सूर्य की चमक और दिशा को ध्यान में रखा जाता है।

शटर गति और टोन सुधार

शटर गति की गणना करते समय, एक काफी मानक दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है: क्रमिक रूप से चमक बफर के संकल्प को कम करते हुए, मुख्य एचडीआर रंग बफर से गणना की जाती है, बनावट की श्रृंखला में, जिनमें से प्रत्येक पिछली बनावट के आधे आकार का होता है, जो मुख्य फ्रेम बफर की 1/3 बनावट के साथ शुरू होता है। रिज़ॉल्यूशन में इस कमी के साथ, 4 नमूने लिए जाते हैं, पड़ोसी पिक्सेल के मूल्यों के औसत, अर्थात्, सभी औसत मूल्यों को एक एकल टेक्सल में परिवर्तित करने के बाद, अंतिम परिणाम औसत चमक बन जाता है। बनावट 16 × 9 टेक्सल्स के आकार तक पहुंचने के बाद, एक कंपकंपी शेडर लॉन्च किया जाता है, शेष सभी टेक्सल्स को जोड़ दें। चमक मानों को बदलने के लिए टोन वैल्यू पास में यह मान तुरंत पढ़ा जाता है।







तानवाला सुधार के लिए, रेनहार्ड ऑपरेटर का उपयोग किया जाता है, जिसका एक अनुकूलित सूत्र यहां और यहां पाया जा सकता है । Hlsl कोड में, यह इस तरह दिखेगा:

float3 hdrColor = tex2D(HDRTexture, uv.xy); hdrColor *= exposureValue; // This was calculated by the compute shader in the luminance downsampling pass float3 x = max(0.0, hdrColor - 0.004); float3 finalColor = (x * (6.2 * x + 0.5)) / (x * (6.2 * x + 1.7) + 0.06); 

यदि हम इस वक्र की साजिश करते हैं, तो हम देखेंगे कि यह ऑपरेटर 2.0 के इनपुट मूल्य के साथ भी 10% सफेद मूल्यों को त्याग देता है, साथ ही साथ निचले अंतराल के एक छोटे हिस्से को जबरन पूरी तरह से काला छोड़ देता है। यह एक असंतृप्त, अंधेरे चित्र बनाता है।

अल्फा स्टेज

अल्फा स्टेप थोड़ा असामान्य है क्योंकि यह एलडीआर बफर को सीधे ऑब्जेक्ट्स प्रदान करता है। अन्य गेम भी उन्हें एचडीआर बफर में प्रस्तुत करते हैं ताकि वे शटर पास में भाग ले सकें। जैसा कि यह हो सकता है, पहले से गणना की गई चमक बनावट सभी अल्फा-प्रदीप्त वस्तुओं तक सीमित है (कुछ मामलों में, उदाहरण के लिए, प्रकाश उत्सर्जक वस्तुओं के लिए, शटर गति को shader स्थिरांक का उपयोग करके गणना की जाती है, न कि बनावट खोज), और इसलिए प्रतिपादन करते समय शटर गति स्वचालित रूप से लागू होती है, और पोस्टप्रोसेसिंग में प्रदर्शन नहीं किया गया। किसी खेल में अल्फा का उपयोग करने का एक बहुत ही विशिष्ट मामला भूत मोड के लिए एक संक्रमण है (इसमें प्लेमिबोर का भूत खिलाड़ी के चरित्र के शीर्ष पर गाया जाता है, LOTR ब्रह्मांड संप्रभु छल्ले में जाली है; इस प्रकार, खेल से पता चलता है कि वह हमेशा पास है, हालांकि अदृश्य है)। खेल दोनों वर्णों के जाल में कई मापदंडों को पार करता है, जो अपारदर्शिता को नियंत्रित करता है और खेल को आंशिक रूप से टैलियन को अस्पष्ट करने और धीरे-धीरे सेलीमोर दिखाने की अनुमति देता है। घोस्ट मोड में खेल के अन्य ऑब्जेक्ट भी अपारदर्शी वस्तुओं के शीर्ष पर भूत संस्करण प्रस्तुत करते हैं, जैसे कि दुश्मन और टॉवर। यहाँ भूतिया दुनिया में संक्रमण के साथ एक और दृश्य है।

बारिश

हमने जिस मुख्य फ्रेम की जांच की, उसमें बारिश नहीं है, लेकिन मौसम खेल का ऐसा महत्वपूर्ण हिस्सा है जिसका मैं यहां उल्लेख करना चाहूंगा। यह GPU में उत्पन्न और सिम्युलेटेड है, और अल्फा चरण के अंत में रेंडर किया गया है। एक गणना करने वाला शेडर चलाया जाता है जो अनुकरण करता है और पदों को बफर में लिखता है। इन पदों को एक अन्य shader द्वारा लिया जाता है, जो कि पिछले उदाहरणों में गणना किए गए पदों के रूप में गणना किए गए इंस्टेंड अप्रत्यक्ष कॉल रेंडरर्स की मदद से होता है। वर्टेक्स शेडर में एक सरल क्वाड होता है, जो यदि आवश्यक हो, विकृत हो जाता है और कैमरे की ओर घूमता है। सतहों के माध्यम से बारिश को रोकने के लिए, वर्टेक्स शेडर एक शीर्ष दृश्य से ऊंचाई के नक्शे भी पढ़ता है, जो आपको ओवरलैपिंग सतह के नीचे सभी बूंदों को अस्वीकार करने की अनुमति देता है। यह ऊंचाई नक्शा फ्रेम की शुरुआत में प्रदान की जाती है। वही वर्टेक्स शेडर पिक्सेल शैडर को बताता है कि ड्रॉप बनावट से नमूना कहाँ प्राप्त किया जाए; यदि ड्रॉप सतह के करीब है, तो यह स्प्लैश एनीमेशन वाले बनावट क्षेत्र का चयन करता है। इसके अलावा, वर्षाबूंद पिक्सेल छाया में कोहरे की गणना शेष दृश्य के साथ मूल रूप से मिश्रण करने के लिए करते हैं। यहां बरसात के दिन उसी दृष्टिकोण से एक स्क्रीनशॉट है।



जब वर्षा प्रभाव सक्रिय हो जाता है, तो गीली सतहों को बनाने के लिए स्पेक्युलर बफर को विश्व स्तर पर संशोधित किया जाता है, और बारिश की तरंगों को सामान्य बफर में प्रदान किया जाता है। एनीमेशन समयबद्ध है, इसलिए लूपेड एनीमेशन के केवल एक फ्रेम का उपयोग किया जाता है। नीचे दिखाया गया सामान्य बफर बफर में प्रदान की गई तरंगों को दिखाने के लिए संशोधित किया गया है।

लेंस फ्लेयर्स और ब्लूम

अल्फा रेंडरिंग पूरी होने के बाद, लेंस फ्लेयर्स को उसके ऊपर दिया जाता है। स्थानांतरित क्वैड की एक श्रृंखला उस बिंदु से शुरू की जाती है, जहां से दिशात्मक प्रकाश (हमारे मामले में, सूर्य) आता है। इसके तुरंत बाद, एक ब्लूम पास किया जाता है। यह एक काफी मानक तकनीक है, जिसमें पिक्सल्स के आकार और धुंधले बनावट में कम होती है जिनकी चमक एक निश्चित सीमा से अधिक होती है। दो ब्लूम पास का उपयोग किया जाता है, पूरे दृश्य के लिए गॉसियन कलंक के साथ आम और एक विशेष रेडियल धब्बा जो केवल आकाश पर लागू होता है। रेडियल ब्लर उन ऑपरेशनों में से एक है जो सामान्य मानचित्रों के जी-बफर से एक विशेष आईडी का उपयोग करते हैं, क्योंकि आकाश में केवल पिक्सेल को ध्यान में रखा जाता है। एक बोनस के रूप में, यह धुंधला गहराई के नक्शे का नमूना लेगा और कम लागत वाली गोधूलि किरणों का निर्माण कर सकता है। चूंकि हम इस स्तर पर एक LDR बफर के साथ काम कर रहे हैं, ब्लूम थ्रेशोल्ड का मान एचडीआर कालीन (थ्रेसहोल्ड के ऊपर के मान, आमतौर पर 1.0, गणना की ओर जाता है) के मूल्य से अलग है, और इसका मतलब यह है कि इससे प्राप्त ब्लूम का मूल्य थोड़ा सीमित है। किसी भी मामले में, यह खेल के लिए अच्छा है और यहां परिणाम हैं। नीचे दी गई छवियों में, खिलने की बनावट का रंग थोड़ा अजीब लगता है क्योंकि प्रत्येक पिक्सेल अल्फा चैनल में निहित चमक से छोटा होता है। इस चमक की गणना पहले, तानल सुधार के चरण में की गई थी। अंतिम कंपोजिटिंग में, ब्लूम की गणना ब्लॉम के रूप में की जाती है। आरजीबी · ब्लूमोम.ए · ब्लूमोमस्केल ।

क्षेत्र का Antialiasing + गहराई

इन दो प्रचालनों के बारे में बहुत कुछ नहीं कहा जा सकता है, उद्योग-मानक दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है। एफएक्सएए एंटीएलियासिंग के माध्यम से एक साधारण पास को एलडीआर छवि के साथ खिलने के तुरंत बाद प्रदर्शन किया जाता है, और इसके तुरंत बाद क्षेत्र की गहराई का प्रदर्शन किया जाता है। क्षेत्र की गहराई के लिए, खेल अंतिम बफर के दो कम धुंधले संस्करणों को प्रस्तुत करता है। फिर धुँधली और सामान्य छवियों को मिलाने के लिए पिक्सेल की गहराई का उपयोग किया जाता है, जो डिफोकसिंग का प्रभाव देता है। स्पष्टता के लिए, इस कैप्चर में, मैंने क्षेत्र की गहराई के प्रभाव को बढ़ा दिया। गेम में एक अंतर्निहित स्क्रीनशॉट मोड है, जिससे आप इन परिस्थितियों को आसानी से कॉन्फ़िगर कर सकते हैं।

मोशन ब्लर

मोशन ब्लर में दो पास होते हैं। सबसे पहले, पिछले और वर्तमान कैमरा झुकाव से डेटा को पूर्ण-स्क्रीन गति बफर में स्थानांतरित किया जाता है। इस मामले में, बनावट के दो चैनल स्क्रीन स्पेस में गति से भरे हुए हैं। अब, चैनल r में स्क्रीन की क्षैतिज दिशा में पिक्सेल परिवर्तन की परिमाण होती है, और चैनल g में ऊर्ध्वाधर दिशा में परिमाण होता है। यह कैसे कैमरा ले जाते समय रेडियल स्ट्रिप्स प्राप्त किया जाता है। इस चरित्र को फिर से प्रस्तुत किया गया है, इस बार अपने वर्तमान और पिछले पोज़ के आधार पर ब्लू चैनल को भरना, जैसा कि कैमरे के मामले में है। ब्लू चैनल का उपयोग यह चिह्नित करने के लिए किया जाता है कि क्या प्रदान किया जाना चाहिए या नहीं। अल्फा चैनल भी एक निरंतर मूल्य (0.0598) से भरा है, लेकिन मैंने इसके मूल्य या इसके लक्ष्यों की जांच नहीं की है। गति बफर रिज़ॉल्यूशन मूल बनावट में गति की अपेक्षाकृत विस्तृत श्रृंखला की औसत से बहुत छोटी बनावट तक कम हो जाती है। अंतिम पास में, यह प्रत्येक पिक्सेल को एक अनुमानित विचार देता है कि धब्बा त्रिज्या एक वास्तविक ब्लर पास में क्या होगा।

फिर ब्लर पास दोनों गति बनावट, एक गहराई का नक्शा, मूल रंग बफर और शोर बनावट को पढ़ता है। उत्तरार्द्ध का उपयोग दर्पण छवि के प्रभाव को छिपाने के लिए किया जाता है, जो इस प्रकार के धब्बा के साथ एक बड़े त्रिज्या के साथ हो सकता है। फिर, छवि बफर को वेग बफर द्वारा इंगित दिशा में कई बार नमूना किया जाता है, रंगों का औसतन किया जाता है, जिससे गति वैक्टर की दिशा में छवि को धुंधला हो जाता है। इसके अलावा, यह प्रभाव उस फ्रेम दर के अनुसार बढ़ाया जाता है जिसके साथ खेल काम करता है। इस कैप्चर के लिए, मुझे गेम को 30fps तक सीमित करना पड़ा, क्योंकि 60fps पर और इससे ऊपर यह मुश्किल से ध्यान देने योग्य है।

रंग सुधारना

रंग सुधार का अंतिम पास "रंग क्यूब्स" का उपयोग करके किया जाता है। एक रंग घन एक 3 डी बनावट है जिसका आरजीबी घटक बनावट के xyz निर्देशांक के लिए तस्वीर है। इन xyz निर्देशांक में वह रंग होता है जिसे हमें मूल रंग से बदलने की आवश्यकता होती है। हमारे मामले में, लुकअप टेबल (LUT) न्यूट्रल है (यानी निर्देशांक और रंग में समान मूल्य है), इसलिए मैंने प्रीसेट का उपयोग करके उसी दृश्य को संशोधित किया जो गेम कैमरा संपादक में प्रदान करता है।

अंतिम फ्रेम

एक अलग बफर में मुख्य फ्रेम के निर्माण के बाद, यूआई प्रदान की जाती है। यह सुनिश्चित करता है कि रियर बफर के लिए चयनित आकार की परवाह किए बिना, यूआई हमेशा देशी विंडो के आकार में स्पष्ट और सुंदर प्रस्तुत करेगा, जबकि गति सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक होने पर गेम रिज़ॉल्यूशन को बदल सकता है। अंत में, यूआई अल्फा चैनल डेटा के आधार पर दोनों बनावट को एक साथ मिलाया जाता है, और फिर अंतिम फ्रेम बफर में प्रदान किया जाता है, जो स्क्रीन पर प्रदर्शन के लिए तैयार है।



मुझे आशा है कि आपको मेरा विश्लेषण पसंद आया होगा। मैं अद्भुत काम के लिए एड्रियन कॉरगे को धन्यवाद देना चाहता हूं जिसने मुझे ग्राफिक्स का अध्ययन करने के लिए प्रेरित किया, साथ ही इस वास्तव में अविस्मरणीय खेल के लिए मोनोलिथ स्टूडियो के कर्मचारी भी।