Encyclopedia of Lighting oleh Naughty Dog

Joey Lenz dari Naughty Dog memberi tahu kami secara rinci tentang pencahayaan di UE4 : tentang nilai, sumber, suhu cahaya, pencahayaan dalam PBR, sumber daya yang dengannya pencahayaan dapat dipelajari, dan banyak lagi. Situs web polyplant.co resmi Joey memiliki banyak tips pencahayaan yang berguna.

Tentang PBR

PBR berbasis fisik (Rendering Berbasis Fisik) menggunakan data terukur dunia nyata menyediakan alat yang mudah digunakan untuk membuat bahan / pencahayaan dengan hasil yang dapat diprediksi dan konsisten dalam berbagai kondisi pencahayaan. Untuk studio pengembangan game, ini berarti bahwa artis mereka dapat menghabiskan lebih sedikit waktu untuk mengulangi pembuatan dan pemrosesan konten untuk menciptakan tampilan yang "benar" pada tingkat yang berbeda. Pada gilirannya, ini menghemat uang studio. Diperlukan waktu bagi seniman yang terbiasa dengan metodologi lama untuk mempelajari PBR. Kadang-kadang paling sulit bagi mereka untuk menghilangkan kebiasaan menambahkan informasi pencahayaan / bayangan ke tekstur albedo. Namun, begitu mereka merasa nyaman dengan alur kerja ini, mereka dengan cepat menyadari bahwa itu lebih mudah untuk dikelola daripada cara rendering tekstur tradisional.


Ini adalah proyek PBR pribadi terakhir saya yang saya kerjakan dengan Phil Liu : The Iron Throne dari Game of Thrones. Phil memodelkan / membuat tekstur seluruh adegan ini di Substance Designer , dan saya bertanggung jawab atas pencahayaan / pasca-pemrosesan di Marmoset Toolbag 3 . Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang proyek ini di situs web portofolio saya .


Saya sangat yakin bahwa PBR harus diambil sebagai panduan, dan bukan sebagai satu-satunya solusi yang tepat untuk situasi dan permainan apa pun. Ini adalah salah satu bagian dari palet alat artis, dan itu tidak bisa menjadi pengganti kreativitas. Pada akhirnya, kita harus menceritakan kisah itu secara visual, yaitu, kadang-kadang kita harus pergi pada kebebasan artistik dan membangkitkan respons emosional tertentu dari penonton dan pemain.

Stage Lighting dengan PBR

Menggunakan alur kerja PBR menciptakan standar yang konsisten dan dapat diprediksi untuk bekerja pada pencahayaan dan material. Misalnya, jika Anda membatasi tekstur albedo ke kisaran kecerahan yang disarankan, mereka tidak akan tampak terlalu gelap atau terang dibandingkan dengan elemen lingkungan lainnya. Peran utama dalam bagian proses ini adalah pencahayaan yang dipantulkan. Jika warna dasar terlalu gelap, maka tekstur dapat menyerap lebih banyak energi cahaya daripada memantulkan, membuat ruang lebih rata. Di sisi lain, nilai albedo yang terlalu terang dapat mencerminkan pencahayaan tidak langsung yang terlalu banyak, sehingga menciptakan area yang terlalu terang. Konsep yang sama berlaku untuk tingkat saturasi. Misalnya, jika tekstur suatu objek terlalu jenuh, itu bisa dipanggang dengan hasil pencahayaan yang kurang dari yang diperlukan dan terlalu jenuh. Meskipun membatasi nilai pada interval tertentu memungkinkan Anda untuk mencapai hasil fotorealistik, itu juga menjaga keseimbangan keseluruhan adegan, objek-objek saling bersesuaian dan dirasakan berada di alam semesta yang sama. Namun, jika Anda ingin memberikan tampilan tertentu atau membuat titik fokus, maka kadang-kadang untuk mencapai efek yang diinginkan, yang terbaik adalah mengabaikan manual untuk bekerja dengan PBR.

Di bawah ini adalah contoh interval kecerahan albedo untuk UE4, yang diambil dari bagian Panduan PBR di situs web saya.


Dari atas ke bawah: arang, salju yang baru jatuh, permukaan logam.

Di bawah ini adalah contoh lain, tetapi untuk persentase saturasi Albedo di UE4, diambil dari bagian Panduan PBR di situs web saya.


Dari atas ke bawah: kayu yang dipernis, tanah yang gelap, vegetasi hijau, emas, pasir, kayu kasar

Suhu warna

Banyak seniman yang terbiasa menggunakan nilai RGB ketika bekerja dengan warna, tetapi ketika menggunakan Kelvin, suhu warna membutuhkan pendekatan yang sama sekali berbeda. Proses ini terutama digunakan untuk menggambarkan warna sumber cahaya alami. Salah satu contoh adalah matahari, yang, tergantung pada waktu, memiliki suhu warna yang berbeda. Lebih hangat saat matahari terbit / terbenam dan lebih netral pada siang hari. Oleh karena itu, jika seniman membutuhkan nilai warna yang akurat secara fisik untuk pencahayaan, akan lebih mudah untuk menggunakan suhu warna untuk ini. Selain itu, beberapa bola lampu buatan sengaja menggunakan suhu warna, dan akan berguna untuk mengetahui apakah Anda ingin mensimulasikan nilai-nilai tertentu dalam adegan Anda.

Berikut ini adalah contoh nilai suhu warna.

Nilai cahaya

Penggunaan unit fisik dan nilai pencahayaan memungkinkan Anda mendapatkan hasil fotorealistik dengan cepat. Namun, bahkan ketika menggunakan standar PBR, saya ingin menambahkan pass karya seni setelahnya. Secara khusus, di UE4 saya menggunakan nilai-nilai PBR sebagai fondasi, tetapi kadang-kadang saya membuat sesuatu yang baru atas dasar mereka untuk meningkatkan penampilan dan estetika proyek saya. Misalnya, untuk kecerahan matahari, saya menggunakan nilai dalam lux, untuk tekstur langit / pemancar cahaya - cd / m², dan untuk sumber pencahayaan buatan lumens / candela. Kadang-kadang saya bahkan meneliti nilai dunia nyata untuk menerapkannya dalam pencahayaan UE4, tetapi kemudian saya dapat menyesuaikan kecerahan / warnanya jika ini meningkatkan efek visual. Atau saya dapat dengan ketat mengikuti nilai-nilai dunia nyata, dan kemudian mengubah penampilan hanya ketika saya mulai menilai warna (baik secara langsung di UE4, atau dalam beberapa aplikasi pihak ketiga, seperti Nuke , Photoshop atau Davinci Resolve ) dan mengatur efek pasca. Ada banyak opsi pemrosesan yang tersedia dan semuanya tergantung pada preferensi Anda.


Anda dapat menggunakan tabel pencarian (LUT) untuk penilaian warna adegan. Ada cara lain penilaian warna: lingkaran warna / kurva yang memberikan hasil yang lebih akurat saat rendering.

Sumber penerangan

Beberapa seniman hanya mengandalkan parameter matahari / langit, tetapi pencahayaannya bisa lebih kaya. Dalam adegan di luar ruangan, saya menggunakan matahari dan langit sebagai dasarnya (ini juga bisa sangat tergantung pada waktu, cuaca, dll.). Misalnya, ketika mengerjakan game jenis tertentu, ini mungkin satu-satunya hal yang tersedia bagi kami, karena keterbatasan kinerja teknis. Jika tidak ada batasan seperti itu, maka saya pribadi penggemar menggunakan lampu isi / tambahan, yang memungkinkan Anda membuat titik fokus, zona minat, membangun lapisan elemen dari latar belakang ke latar depan, meningkatkan visibilitas / refleksi di ruang lokal, mengarahkan pemain ke arah yang benar, menciptakan suasana yang diperlukan / atmosfer, gradien / kontras warna untuk mengekspresikan bentuk, dan sebagainya. Ini tidak berakhir di sana: pencahayaan juga dapat digunakan untuk cookie (dalam UE4 mereka disebut "fungsi cahaya"), pencahayaan yang terlihat / dipantulkan, efek visual dan banyak lagi. Meskipun beberapa metode ini tidak berbasis fisika, mereka dirancang untuk meningkatkan tampilan dan nuansa permainan.

Berikut adalah opsi pencahayaan untuk fungsi lampu engine UE4:


Di sisi lain, pencahayaan interior mungkin memerlukan pendekatan yang sedikit berbeda. Saya penggemar menggunakan sumber cahaya portal di jendela dan bukaan lainnya yang mengarah dari interior ke dunia luar. Ini memberikan peningkatan directivity pencahayaan surgawi untuk mengisi interior dibandingkan dengan, misalnya, menggunakan sumber cahaya spotlight / persegi panjang. Belum lagi fakta bahwa sumber cahaya portal dapat memberikan peningkatan kualitas pemanggangan dan mengurangi kebisingan visual dalam peta cahaya (dalam UE4, Lightmass Importance Volume juga dapat membantu dengan ini). Selain itu, saya bahkan dapat menambahkan sumber cahaya tambahan / tambahan dengan redaman yang lebih lembut sehingga pencahayaan tambahan menembus lebih dalam ke interior. Sumber cahaya ini mungkin memiliki saturasi yang lebih besar dan, mungkin, perubahan warna mensimulasikan perubahan suhu warna berdasarkan jarak atenuasi dibandingkan dengan sumber cahaya portal. Ini, menurut saya, menciptakan bentuk yang lebih baik dan memperkaya ruang.

Berikut adalah pencahayaan portal UE4, yang dapat diakses di bagian Mode:


Di luar layar adalah jendela yang memungkinkan cahaya memasuki ruangan. Satu-satunya perbedaan antara dua gambar adalah bahwa dalam satu saya menggunakan sumber cahaya portal di sebelah jendela, dan yang lain tidak ada sumber.

Pencahayaan buatan untuk kancing dan elemen lainnya

Banyak detail kecil, seperti tombol, menggunakan tekstur bercahaya yang disebut peta emissive. Mereka dapat digunakan dalam fase memanggang untuk memancarkan cahaya di tempat kejadian. Yang keren tentang teknik ini adalah bahwa cahaya yang dipancarkan didasarkan pada tekstur dan lokasi piksel ini relatif terhadap koordinat ruang dunia. Ini memberikan hasil yang lebih akurat daripada menggunakan, misalnya, sumber cahaya titik / sorotan / persegi panjang untuk mensimulasikan cahaya yang dipancarkan oleh sebuah tombol. Untuk kontrol yang lebih baik atas kecerahan cahaya yang dipancarkan, saya menyesuaikan kekuatan tekstur memancarkan. Dalam UE4, ini dapat dengan mudah dilakukan melalui Editor Bahan (mengalikan tekstur emisi dengan suatu nilai) atau dengan mengatur parameter Emissive Boast dari jerat statis (dimana bahan pemancar cahaya diberikan). Dalam tekstur emisi, nilai cd / m² dapat digunakan.

Berikut ini adalah contoh bahan pemancar cahaya dari UE4 dan berbagai cara di mana Anda dapat menyesuaikan kekuatan emisi:


Menonaktifkan / mengaktifkan kemampuan mesh statis untuk memancarkan pencahayaan statis:


Ketika bekerja dengan sumber cahaya yang lebih abstrak, misalnya, dengan portal ajaib atau elemen fiksi ilmiah, berbagai metodologi dapat diterapkan. Terkadang hanya pemeriksaan visual sudah cukup. Namun, Anda terbatas pada itu, dan sumber / efek cahaya ini digunakan pada beberapa level, maka akan sulit untuk mempertahankan tingkat integritas yang diperlukan. Oleh karena itu, saya lebih suka teknik lain: bandingkan nilai efek pencahayaan ini dengan nilai yang ditentukan oleh PBR. Bahkan jika mereka tidak menggunakan nilai-nilai yang ditetapkan dari dunia nyata, setidaknya mereka dapat digunakan untuk menyeimbangkan dan membandingkan dengan dunia yang meyakinkan di mana mereka ada secara harmonis. Jika Anda menetapkan standar dasar, bahkan untuk elemen pencahayaan yang lebih fantastis, Anda dapat menghemat waktu dalam pemrosesan mereka, serta menciptakan sisa gambar.

Kiat untuk Pemula

Saat ini, ada banyak sumber daya di Internet untuk mengeksplorasi pencahayaan. Rekomendasi pertama saya tidak terbatas pada UE4 saja. Jelajahi sebanyak mungkin lingkungan yang berbeda. Pelajari sinematografi, pencahayaan panggung, permainan belajar, lukisan klasik, foto, perangkat pencahayaan di taman hiburan, berkomunikasi dengan seniman pencahayaan profesional, pertimbangkan seni konsep, komik, alam, dan sebagainya. (Menurut saya, alam adalah guru terbaik untuk seorang seniman). Pertama, pelajari dasar-dasar penguasaan artistik, karena meskipun penting untuk memahami karya alat, mereka sendiri tidak akan membuat gambar yang indah, dan selain itu, mereka terus berubah.

Bahan-bahan pencahayaan berkualitas dapat ditemukan di tutorial Workshop Gnomon oleh Jeremy Vickery . Dan Tilmann Milde di YouTube memiliki seri Lighting Academy yang luar biasa pada pencahayaan UE4. Akhirnya, jika Anda membutuhkan tutorial tentang materi PBR / cakupan di UE4, maka di situs saya ada seluruh bagian yang dikhususkan hanya untuk topik ini. Saya berusaha untuk terus memperbaruinya, memulai studi dengan referensi .

Tentang penulis

Nama saya Joey Lenz . Saat ini saya bekerja sebagai seniman pencahayaan tingkat utama di Naughty Dog dan saat ini saya terlibat dalam penciptaan The Last of Us Part II.

Saya ingat dengan jelas apa yang mengilhami saya di masa kecil. Ketika saya berusia sekitar lima tahun, orang tua saya membeli SNES untuk Natal. Lengkap dengan itu disampaikan Super Mario World. Ya Tuhan, dengan senang hati aku membuka katrid ini! Momen "eureka" datang ketika di tingkat pertama saya melompat dan memukul kotak dengan tanda tanya. Yoshi melompat keluar dari itu, dan itu benar-benar mengejutkanku. Saya terpesona oleh karya mekanika interaktif, meskipun pada kenyataannya saya tidak mengerti apa-apa tentang itu. Jadi dalam diri saya ada minat tidak hanya dalam permainan, tetapi juga dalam pekerjaan internal mereka, dan Yoshi mengubah hidup saya.

Karier saya dalam seni digital dimulai dengan desain grafis dan efek visual. Saya berpartisipasi dalam proyek kecil satu kali dan dalam pembuatan film independen, tetapi karir nyata dalam industri game dimulai dengan sahabat saya Phil Liu. Saat itu, ia mempelajari desain game dan menyarankan agar saya mencoba belajar Unreal Engine 3 . Hampir seketika, saya jatuh cinta pada grafik waktu nyata dari mesin dan terpesona oleh tingkat interaktivitasnya. Saya menemukan kombinasi sempurna berbagai faktor dalam gim: Anda dapat mengambil kualitas visual bioskop dan mengoptimalkannya untuk digunakan dalam lingkungan digital real-time. Sejak itu, saya dapat mengerjakan berbagai seri game, seperti Call of Duty, Halo, Forza Motorsport, dll.


Wawancara dilakukan oleh Kirill Tokarev