Oyunlar için Kullanılan Ünlü Shadow Volume Tekniği ile Tanışın

Shadow Volume yani gölge hacmi, oluşturulmuş bir sahneye gölgeler eklemek için 3D CGI içerisinde kullanılan bir tekniktir. İlk olarak 1977’de Frank Crow tarafından bir ışık kaynağından kapatılan bölgenin 3D şeklini tanımlayan geometri olarak önerildiler. Shadow Volume (Gölge hacmi) esas olarak, gölgede olan alanlar ve olmayan alanlar ile sanal dünyayı ikiye böler.

Gölge hacimlerinin şablon arabelleği uygulaması, genellikle modern 3D grafik donanımında kullanım için en pratik genel amaçlı gerçek zamanlı gölgeleme teknikleri arasında kabul edilir. Video oyunu Doom 3 tarafından popüler hale getirilen gölge hacimleri, bu oyunda kullanılan tekniğin belirli bir varyasyonu Carmack’s Reverse olarak bilinir hale geldi.

Shadow Volume (Gölge hacimleri), daha saygın gölge haritalamanın yanı sıra gerçek zamanlı gölgeleme için popüler bir araç haline geldi. Gölge hacimlerinin ana avantajı, piksele göre doğru olmalarıdır. Oysa bir gölge haritasının doğruluğu kendisine tahsis edilen doku belleğine bağlıdır.

Bununla birlikte, teknik, uygulamaya bağlı olarak gölge geometrisinin oluşturulmasını gerektirir. Gölge eşlemenin avantajı, genellikle daha hızlı olmasıdır çünkü, gölge hacim çokgenleri genellikle ekran alanı açısından çok büyüktür ve çok fazla doldurma süresi gerektirir (özellikle dışbükey nesneler için), oysa gölge haritalarında bu sınırlama yoktur.

Shadow Volume Yapısı

Bir Shadow Volum yani gölge hacmi oluşturmak için, ışık kaynağından bir ışını gölge oluşturan nesnedeki her bir tepe noktasından bir noktaya yansıtın. Bu projeksiyonlar birlikte bir hacim oluşturarak hacmin içinde kalan nokta, gölgede kalacak ve dışarıdaki her şey ışıkla aydınlatılacaktır.

Çokgen bir model için, hacim genellikle modeldeki her bir yüzün ışık kaynağına dönük veya ışık kaynağından uzağa dönük olarak sınıflandırılmasıyla oluşturulur. Bir yüzü uzaktaki yüze bağlayan tüm kenarların kümesi, ışık kaynağına göre silueti oluşturur. Silueti oluşturan kenarlar, gölge hacminin yüzlerini oluşturmak için ışıktan uzağa ekstrüde edilir. Bu hacim, tüm görünür sahnenin aralığını kapsamalıdır. Bunu gerçekleştirmek için genellikle gölge hacminin boyutları sonsuza kadar uzatılır. Kapalı bir hacim oluşturmak için bu ekstrüzyonun ön ve arka ucunun kaplanması gerekir. Bu kaplamalara “kapak” denir. Gölge hacmi için kullanılan yönteme bağlı olarak, ön uç nesnenin kendisi tarafından kapsanabilir ve arka uç bazen ihmal edilebilir.

Gölge hacminin önü kapatılırsa, siluet kenarının öteleme mesafesindeki gölge, kendi kesişimlerini ortadan kaldırmak için tüm gölge hacmi ışıktan biraz uzağa kaydırılabilir (bu çözüm daha çok gölge eşlemede kullanılır).

Bir gölge hacmi oluşturmak için temel adımlar şunlardır:

• Tüm siluet kenarlarını bulun (öne bakan yüzleri arkaya bakan yüzlerden ayıran kenarlar),
• Tüm siluet kenarlarını ışık kaynağından uzağa doğru uzatın,
• Kapalı bir hacim oluşturmak için her yüzeye bir ön kapak ve/veya arka kapak ekleyin (kullanılan uygulamaya bağlı olarak gerekli olmayabilir).

Daha fazla oku:

• Maya ve Substance Painter ile Gerçekci 3D Sahneler Nasıl Oluşturulur?
• KeyShot ile Alan Derinliği Nasıl Oluşturulur?
• ZBrush ve KeyShot’ta Cyberpunk Karakter Tasarımı