Como criar ambientes atmosféricos dentro de um orçamento

A publicação de hoje é de Alfonso Caparrini, cofundador e desenvolvedor na Lapsus Games. Em 28 de agosto, Lapsus lançou seu jogo de estreia, NODE: The Last Favor of the Antarii, uma aventura de quebra-cabeça 2.5D exclusiva com iluminação no jogo absolutamente deslumbrante. Descubra como Alfonso, um artista de CG profissional no dia a dia, aborda a iluminação no HDRP para criar os ambientes de NODE com densidade atmosférica no Unity.

Como artista de iluminação na indústria de animação, eu sou acostumado a não ter limites sobre o que posso adicionar a uma cena para obter o visual que eu quero. E se algo não funcionar? Eu corrija isso na composição. Mas para obter um único quadro desse pipeline, pode levar dezenas ou até centenas de horas de tempo de renderização.

Quando comecei a desenvolver o NODE: The Last Favor of the Antarii no Unity, tive que mudar minha abordagem para obter os resultados cinematográficos e atmosféricos que eu estava acostumado, mas tinha que correr a 60 quadros por segundo em vez de 60 horas por quadro.

É desnecessário dizer que a introdução de iluminação volumétrica nunca é barata, mas aqui estão algumas das ferramentas e técnicas que desenvolvi para iluminar o NODE de uma maneira que parece rica e cinemática, mantendo-o simples o suficiente para funcionar com eficiência em tempo real.

O ponto de partida habitual: Apenas uma chave de luz

É aí que todos começam: Você lança uma única chave e espera que a Iluminação Global (GI) preencha o resto de maneira mágica.

Você faz o baking da cena e, depois, percebe que a GI ajuda, mas não está perto o suficiente para obter a atmosfera, a profundidade ou o humor que você imagina, nem dá o controle necessário sobre a paleta para criar o que você tinha em mente.

Volumetrics: Adicionando profundidade

Como queremos um ambiente atmosférico, vamos começar ativando a nuvem volumétrica. Ele instantaneamente adiciona atmosfera, profundidade e direcionalidade. O ambiente começa a sentir como se tivesse ar nele.

Ainda não é suficiente, no entanto!

É nesse ponto que você pode começar a loucura tentando adicionar luzes em qualquer lugar — luzes gigantes, luzes sem sombras, etc. — para preencher todos os espaços que a luz ou a GI cobrem. Mas acumular todas essas ideias, mais provavelmente do que não, acabará fazendo com que a cena pareça mais suave por meio de perda de volume e dimensionalidade — ou uma execução muito mais lenta.

Meu objetivo para o NODE foi criar a sensação de um ambiente densamente atmosférico, com luz refletindo e espalhando no ar, sem um desempenho de reabastecimento completo. Para isso, eu desenvolvi essa alternativa.

Falsificação de luz espalhando-se no ar usando volumes geométricos

Para alcançar meus objetivos de iluminação para NODE, desenvolvi um shader sem iluminação muito simples que cria um gradiente suave com cores HDR. Eu adicionei controles para midpoint, declínio e um multiplicador de emissão. Eu uso esse shader em geometrias básicas, como esferas, cápsulas, caixas ou malhas personalizadas, posicionadas em áreas onde eu queria simular a luz enchendo o ar. Esses volumes não são fisicamente precisos, mas eles se sentem corretos.

Neste caso específico, mesmo irreal, escolhi uma cor complementar fresca para contrastar com o calor da luz principal, criando o que eu acho uma paleta mais rica. Você pode camadas quantas forem necessárias e até mesmo empilhá-las com intensidades diferentes para controlar melhor a decaimento.

O resultado é que a cena começa a sentir como se estivesse pulando no ar, preenchendo esses espaços, e eu tenho controle total sobre o tom e a intensidade.

No resultado e seu correspondente lightmap, você pode ver como isso criou um gradiente na cena, originando na área onde o eixo da chave está adicionando muita profundidade e volume à cena.

Mapeamento de fogo, céu de gradiente e tom

Depois, complementei a cena com a névoa tradicional — o suficiente para adicionar profundidade à cena com base nas suas dimensões. Ajustei o brilho e a cor usando um Céu Gradiente, que me permite unificar a paleta de cores e definir o tom geral para o ambiente.

Para unir tudo isso, usei o mapeamento de tons da ACES. Sem entrar em muitos detalhes, isso dá ao quadro final uma sensação mais “cinemática”.

Transmissões suaves entre atmosferas

Essa combinação de neblina e iluminação volumétrica, colorida com um Gradient Sky, e o uso de volumes geométricos que simulam a dispersão de luz atmosférica, também permitiram transições suaves e atmosferas únicas. Posso controlar o comprimento e os pontos de transição ajustando as rampas nos gradientes do shader iluminado criado por mim, juntamente com a combinação de volume do Unity para a transição entre diferentes configurações de céu e neblina.

Isso também me ajudou a evitar usar grandes quantidades de luzes e a manter os tempos de baking de luz muito baixos. Tenho orgulho de poder dizer que o tempo de baking total para as 150 cenas diferentes no NODE é inferior a 1 hora!

Solução de iluminação complexa com uma única malha

Nesta seção, compartilhará alguns exemplos de como essa técnica simples pode ajudar você a resolver problemas complexos de iluminação com facilidade.

Neste eixo do elevador, eu precisava mudar dos tons verdes do subterrâneo para o azul do telhado. Com apenas uma caixa, eu criei a base cromática para me ajudar a realizar essa transição, sem custo adicional de desempenho.

Em espaços mais apertados, como esta sala de controle, pude criar dois ambientes diferentes entre os monitores e o centro da cena, o que me deu toda a iluminação necessária.

Pensamentos finais

NÓ DE Iluminação: O Último Favor dos Antários foi tudo sobre adotar restrições e transformá-las em oportunidades criativas. Vindo do mundo da animação, eu tive que repensar muito do que sabia: Como trapacear sem compor, como guiar o olho sem lançar mais luz no problema e como fazer com que uma cena pareça rica sem prejudicar o desempenho.

Esperemos que alguns desses truques ofereçam ideias para seu próprio projeto ou, pelo menos, sirvam de lembrete de que sempre há um jeito de contornar a primeira abordagem intuitiva. Obrigado por ler!

NÓDEO: The Last Favor of the Antarii está disponível para PC e consoles – lista de preferências do jogo aqui. Siga mais jogos Made with Unity em nossa página do Steam Curator e confira mais histórias de desenvolvedores Unity em nossa página de recursos.