3DCenter Forum - Schatten

Buzzler · 2008-04-02, 20:05:29

Mich würde mal interessieren, wie Schatten in Spielen gerendert werden. Das mit den Shadow Maps hab ich soweit verstanden. Das ist der ressourcenschonende Weg, um Echtzeitschatten zu erzeugen, ja? Funktioniert das analog mit mehreren Lichtquellen?

Was wird bei aufwendigeren Schatten benutzt? Shadow Volume?

Was ist bei Spielen mit statischer/dynamischer Beleuchtung gemeint?

2008-04-02, 20:15:27

Beitrag anzeigen — Zitat von **Buzzler**

in aktuellen spielen wirst du fast ausschließlich shadow mapping finden.
shadow volumes sollten vor allem aus doom3-engine spielen (doom3, prey, quake4, et:qw) bekannt sein. darum haben alle models dort vergleichsweise wenig polygone, sonst wär die erzeugung der shadow volumes dafür einfach zu rechenaufwendig.

statische beleuchtung bezeichnet einfach eine situation in der die lichtquellen und beleuchteten objekte feste positionen haben. in diesem fall kann licht/schatten im voraus berechnet werden und muss dann beim eigentlichen rendern nur noch dargestellt werden. ein einfaches beispiel wär die level-beleuchtung bei spielen auf der quake3-engine: dort wird die beleuchtung beim kompilieren der map berechnet und von der engine dann einfach als zusätzliche graustufentextur über die umgebung gelegt.

Buzzler · 2008-04-02, 20:41:32

Danke erstmal!

Nochmal zum Verständnis: Die Unterschiede beim Ressourcenhunger der Schatten-Berechnung (shadow volumes ausgenommen) ergeben sich dann daraus, wieviele Lichtquellen es gibt, wieviele/welche Objekte Schatten werfen sollen, mit welcher Auflösung die Schatten berechnet werden und wieviel Aufwand getrieben wird, die Schatten am Ende weicher/realistischer zu bekommen?

Shadow Maps nehmen zumindest pro Lichtquelle nur zwei Werte an, oder? Im Zusammenspiel mehrerer (ggfs. unterschiedlich heller) Lichtquellen können sich dann aber grundsätzlich auch fein abgestufte Schatten ergeben?

Achso, muss jetzt "nur" eine Shadow Map pro Lichtquelle berechnet werden oder eine pro Lichtquelle und Objekt?

Coda · 2008-04-03, 01:23:39

Eine pro Lichtquelle. Die Shadowmap enthält die Entfernung von der Lichtquelle.

Spasstiger · 2008-04-03, 02:39:20

Ich werfe mal noch Ambient Occlusion als Stichwort ein (alternativer, deutscher Artikel: klick). Wird z.B. beim Spiel "Kane & Lynch" eingesetzt und sorgt dafür, dass diffuse Reflexionen des Lichtes näherungsweise berücksichtigt werden.

LIVI@HOME · 2008-04-03, 02:59:40

Schattenberechnung in Open-GL

http://wiki.delphigl.com/index.php/V...tencilschatten

übrigens sehr gute seite für Leute die selber ein bisschen in die Materie einsteigen wollen, nicht nur wissen wie es geht...

2008-04-03, 03:43:11

Das sind spezielld die Depth Map Shadow Algorithmen (PCF, VSM, und das komische neue da, mein ShaderX6 ist leider nicht zur Hand)
Ich wusse auch nicht das es noch andere (In meinen Augen Komplizierte) Variante wo Occluder/Reciever extra berechnet werden und daraus dann geschlossen wird, wo Schatten liegt.

Ähm PS: Ihr wisst aber schon, das Shadow Volumes Tot sind. (zumindestens Halbtot)

ScottManDeath · 2008-04-03, 05:52:26

Es gibt noch Cascaded Shadow Maps in denen es pro depth range eine eigene Shadow map gibt um das Aliasing zu verringern. Crysis macht dies auch.

http://delivery.acm.org/10.1145/1290...FTOKEN=6184618

SavageX · 2008-04-03, 10:11:14

Nun, für *harte* Schatten gibts ja kaum was besseres ("perfekte" Präzision - und spart auch noch Shaderleistung in beschatteten Bereichen). Sobald es es "weich" werden soll taugt das ganze natürlich nicht. Je nachdem, welche Ästhetik man haben will, können Stencilschatten einem exakt das geben, was man haben will - oder eben exakt das Gegenteil.

Aquaschaf · 2008-04-03, 10:48:06

Höchstens wenn man gleichzeitig nicht besonders viele Polygone hat.

SgtTynis · 2008-04-03, 11:42:52

Kann man nicht für die Schattenberechung auf ein weniger detailreiches 3D Modell des beschatteten Objekts zurückgreifen? Id Tech 4 machts ja nicht so, was sich in den doch auffällig niedrig-polygoniegen 3D Modellen zeigt.

SavageX · 2008-04-03, 11:56:56

Das stimmt wohl. Aber kann man jetzt nicht auf den neueren Karten die Schattenvolumengenerierung, die üblicherweise mehr oder weniger komplett auf der CPU abläuft, effizient per Geometry Shader erledigen?

Coda · 2008-04-03, 12:17:14

Dann ist Self-Shadowing fucked up und es sieht imho komisch aus.

Shadow Volumes sind nicht nur deshalb tot.

Aquaschaf · 2008-04-03, 12:38:03

Dann hast du Schatten die nicht mehr richtig zum Objekt passen, je nachdem kann es natürlich noch korrekt genug aussehen. Sonst spricht gegen shadow volumes z.B. noch dass sie ja nur die Geometrie sehen, d.h. Oberflächen die alpha test benutzen funktionieren damit nicht. Weiterhin muss die Geometrie dafür auch geschlossen sein; ein Objekt aus mehreren zusammengesteckten Teilen bauen die (dann am Ende nicht sichtbare) Löcher haben geht nicht.

2008-04-03, 12:58:47

was ist denn mit sowas wie "radiosity"?

was braucht es dafür (zb welche HW)
durch welche HW könnte dies alles gelöst werden und werden wir das irgendwann mal sehen? evtl. wie lange?
bzw. gibt es alternativen die in naher zukunft ähnliche qualität bringen?

das thema interessiert mich schon sehr, weils im prinzip ein enormer fakto für realistische darstellung ist. bzw. der wichtigste punkt neen auflösung und bildtiefe

2008-04-03, 14:02:52

Wie macht Crysis das denn in Wald und Wiesen?

Die Engine soll ja angeblich auch Dynamic Ambient Occlusion können, das soll aber wohl deaktiviert worden sein, da die GPU Leistung noch zu jämmerlich ist.

Spasstiger · 2008-04-03, 14:08:24

Radiosity gibts bisher in Spielen nur vorberechnet, ein Raytracer berechnet dabei die Beleuchtung. Eine Vorstufe hin zu Echtzeit-Radiosity wäre das oben von mir erwähnte Ambient Occlusion.
Falls du Echtzeit-Radiosity mal live erleben willst:
- http://homepages.paradise.net.nz/nic...altimerad.html
- http://dee.cz/rrb/
- http://lightsprint.com/demo.html

Ich denke, allzulange kann es nicht dauern, bis wir solches Rendering auch in Spielen sehen.

SavageX · 2008-04-03, 14:33:35

Jein. Man kann auch für nicht-geschlossene Faces ein "korrektes" Volumen berechnen (wird in Nexuiz auch gemacht).

Wenn man sich aber auf geschlossene Meshes beschränkt, dann kommt man oft damit weg, das Mesh nochmal in die Szene zu stellen, alle dem Licht "abgewandten" Vertices gaaaaanz weit "nach hinten" zu schieben - und schon hat man sein Billigschattenvolumen.

SavageX · 2008-04-03, 14:35:42

Schattenvolumen sind billig und recht robust, wenn auch altmodisch. Ich denke, man wird sie noch öfters hier und da noch zu Gesicht bekommen.

2008-04-03, 14:59:09

Naja das halte ich aber für ein Gerücht das hier Shaderleistung gespaart wird. SV eats Fillrate like Hell! Und da ich auch noch jedes Licht in einem extra pass machen MUSS zweifel ich das doch stark an. Zumal dabei jedesmal der transformationsteil laufen muss und ich meine Szene zum aber millionsten mal durch die Pipe quetsche.

Das mit dem billig ist auch totaler ranz. (siehe oben) SV sind total GPU "unfreundlich". Und robust ... naja man muss trotzdem ständig zwischen reverse und normal umherschalten, das kann ich mir bei SM spaaren.

2008-04-02, 20:05:29	#1 (im Thread / einzeln)
Buzzler Silver Member Registriert: 2006-11-23 Beiträge: 349	Schatten - wie wirds gemacht? Mich würde mal interessieren, wie Schatten in Spielen gerendert werden. Das mit den Shadow Maps hab ich soweit verstanden. Das ist der ressourcenschonende Weg, um Echtzeitschatten zu erzeugen, ja? Funktioniert das analog mit mehreren Lichtquellen? Was wird bei aufwendigeren Schatten benutzt? Shadow Volume? Was ist bei Spielen mit statischer/dynamischer Beleuchtung gemeint?

2008-04-02, 20:15:27	#2 (im Thread / einzeln)
Gast Gast Beiträge: n/a	Re: Schatten - wie wirds gemacht? Zitat von Buzzler Mich würde mal interessieren, wie Schatten in Spielen gerendert werden. Das mit den Shadow Maps hab ich soweit verstanden. Das ist der ressourcenschonende Weg, um Echtzeitschatten zu erzeugen, ja? Funktioniert das analog mit mehreren Lichtquellen? Was wird bei aufwendigeren Schatten benutzt? Shadow Volume? Was ist bei Spielen mit statischer/dynamischer Beleuchtung gemeint? in aktuellen spielen wirst du fast ausschließlich shadow mapping finden. shadow volumes sollten vor allem aus doom3-engine spielen (doom3, prey, quake4, et:qw) bekannt sein. darum haben alle models dort vergleichsweise wenig polygone, sonst wär die erzeugung der shadow volumes dafür einfach zu rechenaufwendig. statische beleuchtung bezeichnet einfach eine situation in der die lichtquellen und beleuchteten objekte feste positionen haben. in diesem fall kann licht/schatten im voraus berechnet werden und muss dann beim eigentlichen rendern nur noch dargestellt werden. ein einfaches beispiel wär die level-beleuchtung bei spielen auf der quake3-engine: dort wird die beleuchtung beim kompilieren der map berechnet und von der engine dann einfach als zusätzliche graustufentextur über die umgebung gelegt.

2008-04-02, 20:41:32	#3 (im Thread / einzeln)
Buzzler Silver Member Threadstarter Registriert: 2006-11-23 Beiträge: 349	Re: Schatten - wie wirds gemacht? Danke erstmal! Nochmal zum Verständnis: Die Unterschiede beim Ressourcenhunger der Schatten-Berechnung (shadow volumes ausgenommen) ergeben sich dann daraus, wieviele Lichtquellen es gibt, wieviele/welche Objekte Schatten werfen sollen, mit welcher Auflösung die Schatten berechnet werden und wieviel Aufwand getrieben wird, die Schatten am Ende weicher/realistischer zu bekommen? Shadow Maps nehmen zumindest pro Lichtquelle nur zwei Werte an, oder? Im Zusammenspiel mehrerer (ggfs. unterschiedlich heller) Lichtquellen können sich dann aber grundsätzlich auch fein abgestufte Schatten ergeben? Achso, muss jetzt "nur" eine Shadow Map pro Lichtquelle berechnet werden oder eine pro Lichtquelle und Objekt?

2008-04-03, 01:23:39	#4 (im Thread / einzeln)
Coda 3DCenter Registriert: 2003-12-23 Ort: Frankfurt Main Beiträge: 32.566	Re: Schatten - wie wirds gemacht? Eine pro Lichtquelle. Die Shadowmap enthält die Entfernung von der Lichtquelle.

2008-04-03, 02:39:20	#5 (im Thread / einzeln)
Spasstiger Fanatic Member Registriert: 2004-08-15 Ort: Stuttgart Beiträge: 35.559	Re: Schatten - wie wirds gemacht? Ich werfe mal noch Ambient Occlusion als Stichwort ein (alternativer, deutscher Artikel: klick). Wird z.B. beim Spiel "Kane & Lynch" eingesetzt und sorgt dafür, dass diffuse Reflexionen des Lichtes näherungsweise berücksichtigt werden. Mark Rein: "You know, people are such snobs, with this "oh, it's not about graphics" thing. That's such nonsense. It's totally about graphics!"