Game On!

I videogame prendono vita con la luce

“Sia la luce!” si può far risalire a quattro miliardi e mezzo A.C., ma all’interno degli odierni videogame superveloci esiste una conoscenza umana collettiva sulla luce e sull’illuminazione.

La storia dei videogame è fatta di contenuti creativi determinati dalle evoluzioni tecniche, da processori e memoria più potenti a metodi di controllo più complessi. Anche il modo in cui la grafica gestisce la luce ha una storia.

Steve Manekeller è il programmatore capo della grafica di CCP, la società di progettazione di giochi che ha ideato il notissimo gioco Eve Online. Steve vede la storia della tecnologia dell’illuminazione nel suo gioco ogni giorno.

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“L’illuminazione nei videogame ha fatto molta strada dai tempi di giochi come Doom o Ultima Underworld”, ha affermato. “Siamo passati da manifesti dipinti a mano per i mostri, dove la luce dinamica era totalmente assente, a un’illuminazione fisicamente accurata. In 12 anni, Eve Online ha attraversato numerosi modelli di illuminazione diversi e solo di recente è passato al rendering basato sulle proprietà fisiche reali”.

Le sequenze di effetti speciali nei film di Hollywood si servono di computer potenti che impiegano ore a tracciare i raggi, il che significa utilizzare raggi di luce artificiali per illuminare correttamente una singola immagine. I videogame però, con angolazioni di ripresa in costante cambiamento e azioni imprevedibili, devono fare le cose in tempo reale. Ciò ha portato a una semplificazione dell’illuminazione, a trucchi che facevano sembrare le cose illuminate correttamente.

All’inizio, le aree erano dipinte con colori più brillanti. Ben presto le luci statiche con illuminazione direzionale vera e propria venivano utilizzate per proiettare ombre. Effetti come i riflessi artificiali (negli specchi o nelle pozzanghere) e il lens flare (come in un film di J.J. Abrams) sono venuti dopo.

Sistemi sempre più complessi sono stati stratificati l’uno sull’altro per creare immagini credibili. Con l’ultima generazione di hardware per videogame, però, i giochi stanno iniziando a simulare la fisica di come si comporta veramente la luce.

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“La radiosità, ovvero la luce che riempie il mondo rimbalzando più volte sulle superfici, è notoriamente complessa da elaborare in modo dinamico, perciò semplifichiamo il problema per arrivare al punto in cui è pratico aggiornare dinamicamente l’illuminazione di rimbalzo”, sostiene Chris Dora, il fondatore della società di grafica Geomerics, specializzata nell’illuminazione per videogame.

“Ma dietro queste supposizioni, il modello è fisicamente corretto e replica quello che accade nella vita reale. Ciò è fondamentale per la qualità dell’immagine finale e per la prevedibilità che offre agli artisti.”

Geomerics è la società che ha creato Enlighten, un plug-in che aiuta i motori grafici sui quali sono basati i videogame a realizzare scene con una complessa illuminazione indiretta. La luce stessa sembra muoversi nello spazio o diventare “volumetrica.”

Con questa tecnologia, la luce, le ombre e i riflessi simulano veramente il mondo reale. La luce si muove nell’aria e interagisce in modo convincente con tutto ciò che la circonda. Lampi di luce che si diffondono nella nebbia. Raggi solari che penetrano nell’aria polverosa. La luce colpisce le superfici degli oggetti, rimbalza da essi a seconda del materiale, creando un’illuminazione più ambientale.

Il risultato? Mondi più coinvolgenti in cui è più facile perdersi. Così giochi sandbox come Grand Theft Auto vengono resi più solidi, giochi d’azione come Tomb Raider più volubili e cinematici e i mondi aperti incentrati sull’esplorazione, come Skyrim, semplicemente realistici.

Più luoghi veri, meno scenari fittizi.

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I videogame stanno diventando sempre più realistici e l’illuminazione ha un ruolo importante nella realizzazione di qualcosa che non è solo grafica piatta su uno schermo.

“L’occhio è incredibilmente sensibile ai suggerimenti che riceve dall’illuminazione”, ha spiegato Doran. “Sottili variazioni e cambiamenti di colore influenzano il modo in cui il cervello percepisce il mondo. Più ci si avvicina a replicare questo aspetto, migliore sarà il risultato. L’illuminazione dinamica tiene conto della luce per orientare l’azione e la storia. Gli artisti dei videogame ora possono illuminare le scene nello stesso modo in cui i cineasti illuminano le scene dal vivo. Qui c’è un enorme potenziale che si sta iniziando a sfruttare solo ora.”

La grafica immersiva è ancora più integrale quando l’avrete vista dalle lenti di un visore per la realtà virtuale.

Nel 2015, con il lancio di Gear VR di Samsung , Project Morpheus di Sony e infine Oculus Rift, giocare in un mondo con la luce che opera in 3D trasforma un videogame in un’esperienza virtuale.

“Dipendiamo fortemente dalle informazioni sull’illuminazione per capire un mondo 3D”, ha dichiarato Doran. “Sarà una vera sfida per la realtà virtuale, dato che i ricercatori stanno scoprendo quanto sia cruciale non spezzare l’illusione della realtà virtuale.”

“Una certa gamma di giochi dipende fortemente dal realismo delle sue immagini, perciò è molto importante impiegare quei cicli di processore in più, che ci regala l’hardware moderno, per modelli di illuminazione nuovi e migliorati. Ma poiché l’illuminazione volumetrica è onerosa a livello computazionale, bisogna essere cauti e bilanciarla con altre esigenze. Quindi in realtà utilizzarla o meno dipende dal tipo di gioco”, ha affermato Manekeller.

Alla fine, come il resto della storia dei videogame, sarà la tecnologia a stabilire fino a che punto potranno arrivare i progettisti e gli artisti di videogame nell’utilizzo di illuminazione realistica. Anche con l’hardware moderno, il tracciamento dei raggi e altra illuminazione volumetrica non sono un fatto scontato. Con il tempo però, man mano che la tecnologia continuerà a migliorare, i giocatori saranno regolarmente immersi nella luce di mondi fotorealistici.

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