Shadow Mapping je technika používaná v počítačové grafice pro vytváření stínů. Funguje tak, že renderuje scénu z pohledu světelného zdroje a vytváří „mapu hloubky“, která určuje, které body ve scéně jsou osvětlené a které jsou ve stínu.
Zjednodušené vysvětlení: Jak Shadow Mapping funguje?
Představte si, že držíte baterku a svítíte jí na scénu s různými objekty. Stíny vznikají tam, kde objekty blokují světlo z baterky. Shadow Mapping funguje podobně – nejprve „fotografuje“ scénu z pohledu baterky (světelného zdroje) a ukládá informace o hloubce každého bodu. Následně, při renderování scény z pohledu hráče, porovnává vzdálenost každého bodu od světelného zdroje s uloženou hloubkovou mapou. Pokud je bod dále od světla, než je uloženo v hloubkové mapě, nachází se ve stínu.
Jinými slovy, Shadow Mapping vytváří jakousi „digitální stopu“ světla a pomocí ní určuje, které části scény jsou ve stínu. Je to jako mít uložený 3D model stínů, který se aplikuje na scénu, aby vypadala realističtěji.
Proč je to důležité? (Vliv na vizuál a hratelnost)
- Realističtější a uvěřitelnější prostředí: Stíny dodávají scéně hloubku a pomáhají hráči lépe vnímat prostor.
- Zlepšená orientace v prostředí: Stíny mohou sloužit jako vizuální vodítko, které hráči pomáhá orientovat se v herním světě.
- Atmosféra a nálada: Správné použití stínů může výrazně ovlivnit atmosféru hry a posílit její náladu (např. hororové hry).
- Vizuální efekty a filmový dojem: Stíny se podílejí na celkovém vizuálním dojmu a přispívají k „filmovému“ zážitku.
Příklady v praxi: Které hry využívají Shadow Mapping?
Technologii Shadow Mapping používá obrovské množství her. Například The Witcher 3: Wild Hunt využívá shadow mapping pro realistické stíny v rozsáhlých otevřených světech. Red Dead Redemption 2 kombinuje shadow mapping s dalšími technikami pro dosažení detailních a přesných stínů. Fortnite také využívá shadow mapping, byť v méně náročné formě, aby zajistil dobrý výkon i na slabších zařízeních. Cyberpunk 2077 ve velké míře využívá shadow mapping pro vytvoření neonem zalitého Night City.
Výhody a nevýhody
Výhody
- Relativní jednoduchá implementace.
- Široká podpora na různých platformách.
- Výrazně zlepšuje vizuální dojem ze hry.
Nevýhody
- Mohou se objevit artefakty (např. „schůdky“ na okrajích stínů).
- Vyžaduje renderování scény z pohledu světla, což zvyšuje nároky na výkon.
- Přesnost stínů je omezena rozlišením hloubkové mapy.
Související technologie
Shadow mapping je jednou z nejstarších technik stínování. Mezi novější a pokročilejší metody patří Ray Tracing, který simuluje chování světla realističtěji, a Ambient Occlusion, která přidává stíny v místech, kde se stýkají povrchy. Existují také varianty Shadow Mappingu, jako například Cascade Shadow Maps, které zlepšují kvalitu stínů na rozsáhlých scénách.
Technologie v kostce
| Typ Technologie | Renderování |
|---|---|
| Hlavní Přínos | Realistické stíny a hloubka scény |
| Klíčoví Vývojáři | Používá se v drtivé většině her (bez specifického vývojáře) |
| Typické Použití | Vytváření stínů pro objekty v herním světě |
| Příklady Her | The Witcher 3, Red Dead Redemption 2, Fortnite, Cyberpunk 2077 |