3D游戏的照明设计理论（二）：正式的照明设计方法，用灯光作为深度

原创作者：Katana2019-11-13

从理论上讲，这就是我们通常在游戏和游戏世界中使用照明的方式。第2部分的内容是关于灯光和其功能的，主要用于关卡设计。

在第1部分中，我们讨论了不同的光源对观察者有何不同的含义，并且这些含义在文化上得到了建构。今天在纽约市，一个古董爱迪生灯泡暗示着资产阶级的时髦消费，但50年前它可能只是古怪的，而150年前它却是令人兴奋的现象学上的新颖性。

但是人们很少像你自己的卧室那样以这种方式智能化照明。在日常的中产阶级西方生活中，您通常不会为存在的电力困扰而烦恼，只需轻按一下电灯开关即可。在熟悉的地方，我们将光作为一种资源或工具，并将其视为理所当然。我们与灯光的日常关系中，有很多都与它的功能以及它能够做什么有关。

用于特定目的的照明称为任务照明（功能照明，会专门开一篇文章），与仅仅是装饰照明或装饰照明相反。我的想法是，这并不是要建立一个确定哪些灯是什么的刚性二进制文件，而是要让您想象一下特定的灯可以让您完成哪些特定任务。许多灯都可以是实用的和装饰性的-例如，餐厅桌上闪烁的蜡烛在情绪上暗淡而浪漫，但这也可以帮助您识别不同的桌子并查看食物。

在游戏中，我们关注的是使玩家对世界可读（或选择不可读），以帮助他们在空间中导航和寻路，以及辨别不同的游戏对象。我们还想向玩家保证，世界的建立是出于某种意图，而他们并没有在浪费时间和/或金钱。

现在，让我们尝试更正式地去考虑光线。光线如何使我们更轻松地阅读游戏？常见的模式有哪些？

来自Magnar Jenssen出色的“功能照明”

在3D游戏中，光线为我们提供了至关重要的深度线索，并允许我们读取物体的表面。如果没有照明，则每平方英寸的对象看起来都具有相同的“值”，该值使整个形状变平并强调其轮廓而不是其表面。

有时这种平坦度可以简化场景并使其易于阅读，或者有时我们想欺骗玩家，但这在很多时候会分散注意力，使玩家无法理解他们所看到的事物，与您的游戏互动-并且由于我们试图在平面2D屏幕上描绘3D对象，因此我们经常需要可以获得的所有深度提示。

查看下面的圆形，并看看仅依靠观察轮廓的如何，意味着它们会对你说谎：

（同样，骗来的选手或观众是伟大的，如果你有这样做的目的……但漫无目的的撒谎只是一些废话。）

在“富布赖特”，或者当游戏引擎渲染模型熄灭在默认的100％亮度，很难说出圆柱体和球体之间的区别。为了帮助将3D深度读取到2D图像中，我们需要使用纹理，雾气，靠近我们或远离我们的类似物体-我们需要空间背景。

灯光是创建此上下文的主要工具。有了光，我们可以读取轮廓和网格的表面法线 -给定3D曲面指向的方向，无论是凹面/凸面，圆形还是平面等。

阅读和理解物体的表面对于玩3D游戏通常非常重要。这个山坡太陡而不能攀登，我应该去这里吗？如果我投掷手榴弹，它会以哪种方式滚落，以及击发射速度有多快？它到房间顶部或底部到底有多远，我可以安全地跳上跳下吗？这类照明中有很多与路标有关，以帮助玩家理解周围的环境。

此图是“半条命1”中残渣处理的场景

请注意，吊顶处的聚光灯聚焦在地板上，墙壁相对较暗-这有助于强调有毒污泥产生的霓虹绿色飞溅，这是贯穿本章的整个过程的重要危害之处。它还建立了视觉等级;房间的底部比房间的顶部重要得多。（一个批评：天花板边缘的隐藏灯带是懒惰的，没有思想的，对我来说并不觉得工业化。如果他们想将金属天花板与混凝土外壳隔离开来，他们应该使用几何形状来做到这一点。已经有修剪了！就目前而言，它只是一个几乎没有任何理由而分开的平面。）译者注：也就是说在顶部的天花板与墙壁衔接之处，过于规整从而导致缺乏有效的过渡手段，去衔接两种不同的纹理与模型。

在左边，这个房间的出口被明显照亮，所以我们知道我们要去的地方，并且不要停留太久。（NPC还射击了怪物的透露，并占据了那个出口。Valve确实希望你跟随。）照亮空间的最简单方法是照亮每个关键游戏对象/能力，并确保玩家可以看到他们想要的位置。走。如果有什么不重要的事情，那就不要打扰它了。

``残渣处理''一章的重点是在工业环境中低战斗力的平台化和武器库存的积累，以重新使用Blast Pit的筒仓艺术品资产-重点不是在阴影中摸索或进行精心制作的故事事件，当NPC说话时，您被锁在一个房间里。合适的是，照明非常实用且实用，你不会

在《半条命2》（d3_c17_03.bsp）的场景中，除了霓虹蓝绿色的组合式聚光灯，橙色的大火散发出浓烟，以及友方的NPC向附近的敌人射击之外，大多数院子处于阴影中。蝙蝠侠，我想知道我们应该去哪里？

关于游戏照明的传统想法是，它要在强大的平面图上作装饰，但我认为照明是如此的强大，以至于也可以弥补不清晰的平面图。从技术上讲，这只是一个漫长的房间，以视野盲点结尾。这是Brendon Chung在GDC 2015的寻路演讲中提到的教科书寻路问题。在等值和平面照明的情况下，如上面的全亮框所示，您将看不到任何东西。但是，如果在拐角处放一盏灯，那么我们可以轻松地辨别拐角处。Valve始终如一地使用Combine聚光灯，甚至可以让玩家根据其强度和衰减估计盲光源的距离。

此处的关键字是“对比”，介于阴影和非阴影之间，介于静态照明和闪烁照明之间-蓝色和橙色的互补色，在色轮上彼此相对，并且有助于彼此强调。

大师是如何不去点亮游戏的画面？注意blorange，到处都充斥着灯光以此来为场景偷懒，等等。

请注意，这类规则和准则很容易被滥用，因此实际上经常会被各种滥用。蓝橙色（或称“橙色”）是CG和视频游戏中的惰性标记。（视频游戏通常会避免在西方/圣诞节时出现红色/红色盲的情况下产生怪异的圣诞节内涵，从而避免使用红绿色的对比度。）

类似地，“跟随闪烁的灯光”或“跟随永久燃烧的垃圾大火”或“跟随红色发光的灯光事物”仅与“跟随这个巨大的发光箭头”或“跟随单词跟随”仅一步之遥。这些不是探索世界的新颖方法也不是令人信服的方法。

不要误会我的意思。我是粘性和无味的忠实粉丝。

……除非我一遍又一遍地看到同样的无味。

电子游戏的发展；摘自Jack Monahan的“角色设计中的视觉清晰度”

这些有关照明空间的想法也适用于照明角色及其游戏玩法。NPC朝哪个方向看？它的头在哪里，所以我可以爆头他吗？即使我们在黑暗中，我该如何拍摄？最懒惰的解决方案是使事物发光并增加许多颜色对比。

当然，现在我们会注意到这件事，但是要因此花费多少呢？

当我们过于关注照明的功能方面时。并盲目地应用指导原则，结果往往是工具性的，情感空洞的，并且基本上是没有技巧的。这是任何艺术规则制定的危险-假定在什么情况下有效的方法将在另一情况下完美地工作并产生相似的结果。

例如，玩家并不总是趋向于光明。

小偷1，一个关于躲在阴影下的第一人称隐形游戏，会让你害怕光线。在这里，光线使您容易受到敌对NPC的发现-它不仅表示危险，它本身也是一种危险。迈向光源的每一步都是冒险的。《小偷》中的大部分游戏玩法都包括挤藏在黑暗中，焦急地从安全距离观看光线充足的门口，想知道是否有办法让你四处躲避并完全避开该光线充足的区域。在这个游戏中，我们倾向于阴影。

在隐形游戏中，或更广泛地说，在避免直接冲突和对抗的游戏中，其照明工作与战斗和枪战游戏上有很大的不同。如果要设计功能照明，则应知道该功能实际上是什么。

摘自《小偷1的刺客与环境故事》。

此外，不良的可读性并不总是不好的。

在Thief 1的“刺客”的关卡中，Looking Glass Studios故意使用凸起的盲角，迫使您后退，并更多地依赖NPC的脚步声。这个装置的目的是视觉上不可读，因此让你所感到恐慌，因为它在你应该遵循的NPC后面停留太久了。与其跟随随意的垃圾桶的火光，红色的灯笼光或（ugh）bl-orange聚光灯下的面包屑的痕迹，不如跟随一个看不见的心理抽象，所有这些他妈的光真的是无益的没有用处的，废物用光。

这是该关卡中最亮眼的时刻之一，它依赖于有目的，近乎极限的混乱和不确定性。如果游戏如此作为挑战的话，那么为什么不直接提升感知方面的挑战呢？

摘自“黑暗的过去，第4部分：关卡设计的有效价值理论”

在设计师唐纳德·诺曼（Donald Norman）选择它之前，“负担”的概念来自生态心理学，詹姆士·吉布森（James Gibson）将其定义为“ [环境]提供动物的能力，无论其好坏。” 在这里，可承受能力是一种严重依赖于上下文的关系，它不是内部化良好设计的通用定律的问题，因为你可能会相信一些善意却有缺陷的设计圣经。有关这种设计和供应的生态心理学方法的更多信息，尤其是与游戏有关的生态心理学方法，请参阅Jonas Linderoth在2011年发表的DIGRA论文“超越数字鸿沟：一种生态的游戏玩法”

正式的照明方法可以帮助我们考虑使用照明的方式，但请记住，形式并不遵循功能。相反，形式遵循世界观。围绕游戏美学的许多正统观念都假定某种功能，某种玩家和某种类型的游戏。这就是为什么本系列的第1部分从概念上开始的原因-如果你对不同的人看不清自己的事情，那么即使是世界上所有的blorange出口聚光灯也无法挽救您。