Técnicas de sombras en videojuegos 3D clásicos

Técnicas de sombras en videojuegos 3D clásicos

• Historias de sombras en el cine

  • En la película "Perfect Days" hay una escena en la que los personajes hablan sobre las sombras.
  • En realidad, aunque las sombras se superpongan, no se vuelven más oscuras. Esto se debe a que las sombras existen por la ausencia de luz.

• Sombras en pantalla 2D

  • Se puede dibujar una imagen de sombra en la pantalla antes de dibujar al personaje.
  • Juegos como "Winter Gold" y "MDK" usan imágenes de sombras 2D animadas.

• Sombras tipo blob

  • En 3D, consiste en dibujar un círculo oscuro debajo del personaje.
  • En "Super Mario 64" se usan funciones de hardware para que la sombra aparezca solo sobre el suelo.

• Sombras planas usando render textures

  • Se renderiza al personaje desde arriba para usarlo como textura de sombra.
  • En "Crash Bandicoot: Warped" se usa este método para generar sombras.

• Sombras planas usando geometría

  • Se genera la sombra proyectando el objeto que la produce sobre un plano.
  • Se usó en simuladores de vuelo tempranos como "F-19 Stealth Fighter".

• Sombras sobre el terreno

  • Juegos como "Virus" e "Interstate '76" proyectan sombras sobre el terreno.
  • Se usa un método que inclina y estira la sombra para ajustarla a la pendiente del terreno.

• Sombras proyectadas con textura

  • Se genera la sombra proyectando una textura de sombra sobre otros objetos.
  • En "The Elder Scrolls IV: Oblivion" se proyectan hermosamente las sombras de los árboles.

• Shadow maps

  • Se crea un shadow map dibujando una imagen de profundidad desde el punto de vista de la luz.
  • En "Half-Life 2" se usan shadow maps para los personajes.

• Stencil shadows

  • Es un método para dibujar sombras nítidas sobre todas las superficies.
  • En "Doom 3" se usó este método, generando sombras mediante volúmenes de sombra.

• Stencil shadows suaves

  • En "Silent Hill 2" se suavizan las stencil shadows para crear sombras más blandas.

• Sombras simplificadas de personajes

  • Se generan sombras con un modelo más simple que el que se ve en pantalla.
  • En "The Legend of Zelda: Ocarina of Time" se usan las sombras de los pies de Link.

• Sombras en iluminación estática de niveles

  • Se captura la iluminación y las sombras del nivel del juego usando vertex colors y lightmaps.
  • Se usó en juegos como "Ico" y "Tony Hawk Pro Skater 2".

• Sombras en juegos modernos

  • Se usan adecuadamente las técnicas tradicionales.
  • En "The Last of Us" se usa la idea de modelos simplificados de personajes para generar sombras suaves.

• Sombras con ray tracing

  • Se generan sombras simulando una iluminación físicamente correcta.
  • En "Alan Wake 2" cada píxel recibe iluminación solo de una luz elegida aleatoriamente.

• Cuando no hay sombras

  • En juegos como "Alone in the Dark" no hay sombras para los personajes.

Resumen de GN⁺

• Este artículo explica varias técnicas para generar sombras en los videojuegos.
• Las sombras tienen un gran impacto en la calidad visual y el rendimiento del juego.
• En los juegos modernos se combinan técnicas tradicionales y tecnologías nuevas para lograr sombras más realistas.
• El ray tracing ofrece sombras físicamente correctas, pero tiene limitaciones de rendimiento.
• Como proyecto con funciones similares, se recomienda el sistema de sombras de Unreal Engine.

[GN⁺]

Comentarios de Hacker News

• Las sombras al aire libre son azules debido a la luz reflejada del cielo

  • Si miras debajo de un auto, donde se ve el cielo hay sombras azules, y donde la carrocería bloquea la luz hay sombras negras
  • Combinar sombras azules nítidas con sombras negras suaves puede crear sombras hermosas

• El juego de 2001 Severance: Blade of Darkness fue uno de los primeros en usar sombras de esténcil

  • Revolte para PowerVR PCX1 usó sombras de esténcil en 1996
  • PowerVR PCX1 implementaba volúmenes de sombra de forma eficiente, y Dreamcast tenía una implementación más flexible

• En los juegos modernos de plataformas de Nintendo se usan shadow maps, y la sombra del personaje jugador siempre está configurada para proyectarse hacia abajo

  • En entornos oscuros, las sombras se configuran más claras para mantener la visibilidad

• En Valorant pensé que los gráficos no se veían bien porque los jugadores no proyectaban sombras

  • Esto se debía a que la posición de los modelos de otros jugadores no se enviaba al cliente, lo que causaba que las sombras aparecieran y desaparecieran

• Las sombras de Zelda en N64 eran impresionantes, y con la adopción del ray tracing se espera que las luces de área y las sombras suaves se vuelvan estándar

  • Quake 2 RTX permite ver un adelanto de los gráficos del futuro

• En GTA IV fue impresionante el momento en que los faros de un vehículo proyectaban la sombra de un policía sobre una pared

• Cuando hay varias fuentes de luz, las sombras se vuelven más oscuras al superponerse

  • Si 2 lámparas iluminan a 3 personas, se generan 6 sombras, y las partes superpuestas se ven más oscuras

• La sombra del juego de PS1 Power Shovel era interesante porque se proyectaba sobre terreno irregular

• Fue una lectura interesante, aunque podría haber sido más técnica

  • Estoy experimentando con iluminación para el RP2040 y una pantalla pequeña, y el costo de cálculo y memoria es alto

• Se veía interesante y hice clic, y me sorprendió ver que mencionaban una de mis películas favoritas en la introducción

  • He jugado casi todos los juegos mencionados