Реализм и оптические эффекты

Рассмотрим подробно один из неприметных постэффектов, использующихся во многих проектах с реалистичной графикой — хроматические аберрации. Они добавляют небольшое раздробление цветов, «каемку» по контурам объектов. Обычно небольшой эффект аберрации накладывают по краям экрана, и он присутствует на протяжении всего игрового процесса.

Часто хроматизм может служить в качестве временной индикации. В таком случае аберрации сильно увеличивают и растягивают по всему экрану, чтобы они были заметны. Прием используется, чтобы показать получение урона или низкий уровень здоровья персонажа.

В отдельных случаях сильные хроматические аберрации применяют для отражения необычной среды: это может быть сновидение или, например, пребывание в галлюцинациях.

В жизни этот эффект называется «хроматизм увеличения» и возникает во время съемки. Он обусловлен структурой линз объектива. Любое цветное изображение формируется световым спектром лучей. Каждый цвет имеет свою длину волны. Из-за этого он по-разному преломляется, проходя через линзу. То есть лучи синего цвета преломляются линзами сильнее, чем, например, красного, потому что у коротких волн степень преломления выше. На выходе изображение, собранное из лучей различных цветов, может не совпадать между собой и иметь немного отличающиеся размеры. Эффект усиливается к краям линзы из‑за увеличения угла преломления. Поэтому аберрации заметны на краях экрана.

Если хроматизм увеличения — это искажение в фотосъемке, какая у него связь с компьютерной графикой? Дело в том, что все «реальные» изображения мира на экранах компьютеров — «запечатленная», а не фактическая реальность. Это результат работы камер и линз. И графику видеоигр люди видят на своих мониторах точно так же, как наблюдают фотографии, видеозаписи и кино. Можно сказать, происходит некоторое искажение, ведь запечатленный на камеру мир воспринимается как правдоподобный, хотя съемка имеет собственные, характерные несовершенства. Различные аберрации и деформации складываются в целый «стиль».

То, как видят глаза человека, сильно разнится с эффектами, присущими фотографии. Зрение чрезвычайно комплексно: оно совмещает картинку из двух окуляров в единое изображение, имеет слепые зоны (например, полностью игнорирует наличие носа), обладает периферийным зрением. Много ли видеоигр добавляли снизу в середине экрана черное пятно, изображая нос? Это кажется чрезмерной, ненужной имитацией, которая к тому же не сработает корректно, потому что игры — простое плоское изображение, такое же, как фото. Именно стилю фотографии и видеосъемки компьютерные игры часто пытаются всячески подражать.

Почему нельзя обойтись высокополигональными моделями, качественными текстурами и освещением? Неужели без небольших хроматических аберраций визуал станет заметно менее реалистичным? Даже с правдоподобными ассетами реализм может оказаться парадоксально далеко — ведь рендер будет слишком идеальным.

Идеальный снимок без искажений возможен. Но человек ежедневно наблюдает сотни изображений разного качества и так или иначе привыкает к эффектам «бракованности». Многим игрокам не нравится хроматическая аберрация, им кажется, что она делает визуал менее четким. Однако в компьютерном рендере глаз может зацепиться не только за «нереалистичную» картину, но и наоборот — за слишком «стерильную».

Чтобы скрыть «стерильный рендер», постпроцессы в играх воссоздают дефекты не только из фотографии, но и из кино. Примечательно, что постепенно в кинематографе несовершенства становятся полноценным знаком качества. Режиссеры часто предпочитают анаморфные линзы и винтажные камеры. Такая аппаратура создает интересную игру бликов, характерные линии от источников света на объективе и интенсивное боке — размытость изображения вне фокуса.

Имитируя кинематографические эффекты в компьютерных играх, стоит понимать их природу. Например, «полосы» лучей света на экране — особенность именно анаморфного объектива. Для сферических линз и блики, и боке будут выглядеть иначе. При направлении камеры на яркий источник будут выстраиваться ореолы световых пятен, а не полосы.

Таким образом, смешать на одной виртуальной сцене световые эффекты от нескольких разных линз или, к примеру, не сочетающиеся блики с боке некорректно. Заметит ли это человеческий глаз — сложно сказать, но если разработчик имитирует какой-то эффект, он должен понимать специфику его происхождения. В частности, стоит иметь в виду: по умолчанию Depth of Field и Lens Flares в движке Unreal Engine имитируется именно эффект сферических линз.

И боке, и блики размывают изображение, и это может работать как художественный инструмент. Хорошо иллюстрирует это фильм «Бэтмен» 2022 года, срежиссированный Мэттом Ривзом. Кинокартина тяготеет к использованию несовершенств и искажений. Многие шоты нарочито перебирают с глубиной резкости, чтобы оставлять различимыми лишь важные элементы кадра. Больше половины изображения часто находится в размытии, сцены оказываются «захламлены» объектами переднего плана в расфокусе: зритель может наблюдать за героями сквозь лобовое стекло, решетку. В сценах под дождем создатели накладывали поверх камеры дополнительные прозрачные поверхности, чтобы на них скапливалось больше воды и создавало визуальный шум.