ทำไมบางเกมแสดงแสงไฟส่องทะลุกำแพง?

ในบางเกมฉันเห็นแสงไฟส่องผ่านผนังแม้ว่าฉันจะตั้งค่าคุณภาพวิดีโอในระดับสูง

ตัวอย่างของเกมที่ฉันเล่นเมื่อไม่นานมานี้คือ Borderlands 2 (ระเบิดขีปนาวุธ) และ Call of Cthulhu (ตะเกียง; เกมยังใช้ Unreal Engine 4)

นี่เป็นข้อบกพร่องหรือมีเหตุผลด้านประสิทธิภาพหรือไม่

ตัวอย่าง Borderlands 2: https://youtu.be/9bV83qA6_mU?t=419 (ไม่กี่ครั้ง แต่อย่างรวดเร็ว)

คำถามโบนัส: ในกรณีหลังมีการติดตาม ray ด้วยวิธีใดบ้างที่สามารถใช้ในการแก้ปัญหาได้อย่างถูก? ฉันเดาว่าแพง RT แก้ไขปัญหาได้แน่นอน แต่ฉันสงสัยว่ามันสามารถใช้ในรูปแบบ "ถูก" เพื่อแก้ปัญหาเฉพาะนี้ได้หรือไม่

การขยายคำตอบที่ถูกต้องของ TomTsagk ฉันคิดว่ามันอาจช่วยอธิบายเพิ่มเติมได้อีกเล็กน้อยว่าทำไมเกมถึงทำงานเช่นนี้

แสงไฟในเกมไม่ได้ "เดินทาง" จากแหล่งกำเนิดสู่พื้นผิวไปยังกล้องถ่ายภาพสิ่งกีดขวางระหว่างทาง

ในการหาว่าความสว่างในการวาดแต่ละพิกเซลของพื้นผิวนั้นขึ้นอยู่กับแสงที่กำหนดเราใช้ (หรือโดยประมาณ) สูตรคณิตศาสตร์ที่ใช้ทิศทางหันหน้าของพื้นผิวและทิศทางจากจุดนี้บนพื้นผิวไปยังแหล่งกำเนิดแสง นั่นเป็นเพียงทิศทางที่ส่องแสงจาก - โดยทั่วไปเราจะไม่ทำการฉายแสงเพื่อตรวจสอบว่าแสงมาถึงพิกเซลนี้จริงหรือไม่เพราะการทำเช่นนั้นสำหรับทุกพิกเซลบนหน้าจอและตรวจสอบรังสีกับเรขาคณิตที่มีรายละเอียดทั้งหมดในฉาก มักจะยังแพงเกินไปสำหรับเกมเรียลไทม์

ดังนั้นโดยค่าเริ่มต้นไม่มีเกมส่องแสงเงา ทิศทางของแสงยังคงเหมือนเดิมแม้ว่าจะมีแสงเงาในทางคณิตศาสตร์ก็ให้ค่าความสว่างเท่ากัน

ถ้าเราต้องการจำลองเงาเราต้องทำมันแยกกัน วิธีหนึ่งที่พบได้ทั่วไปคือสิ่งที่เรียกว่า Shadow Map ในรุ่นนี้ก่อนที่เราจะแรเงาฉากของเราเราจะสร้างฉากจากมุมมองของแต่ละแสงราวกับว่าแสงนั้นเป็นกล้องเก็บความลึกของแต่ละพิกเซลที่มองเห็นเป็นพื้นผิวนอกจอ

จากนั้นเมื่อเราแรเงาฉากเราสามารถเปรียบเทียบระยะทางคณิตศาสตร์ของพิกเซลนี้จากแหล่งกำเนิดแสงเทียบกับความลึกที่เราบันทึกไว้ที่พิกเซลที่สอดคล้องกันในแผนที่เงา หากความลึกของแผนที่เงานั้นน้อยลงแสดงว่ามีอีกพื้นผิวระหว่างที่นี่กับแสงและเราวาดพิกเซลนี้เป็นเงาแทน

มีเทคนิคเจ๋ง ๆ มากมายที่จะทำให้เงามืดบนแผนที่ดูดีขึ้นโดยมีสิ่งประดิษฐ์ / นามแฝงน้อยลง แต่ตอนนี้ฉันจะเกลี้ยงเกลา พอจะพูดได้ว่าโดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะไม่ฟรีเช่นกัน

เนื่องจากต้องมีการเรนเดอร์ (สูงสุด) ทั้งฉากอีกครั้งจากมุมมองของแสงแต่ละครั้ง - ถึงหกครั้งหากเป็นแสงไฟที่ส่องไปทุกทิศทาง {เหนือ, ใต้, ตะวันออก, ตะวันตก, ขึ้น, ลง} และเราต้อง - ให้แผนที่เงาทุกครั้งที่มีการเคลื่อนไหวสิ่งนี้อาจมีราคาแพงมาก

ดังนั้นเกมมักจะมุ่งเน้นงบประมาณการเรนเดอร์ไปกับแสงที่สำคัญที่สุดในฉาก - เช่นทิศทางแสงแดด - เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขามีเงาที่ดูดี ไฟเล็ก ๆ อายุสั้น ๆ อย่างแสงแฟลชจากการระเบิดมักจะให้อภัย บ่อยครั้งที่สิ่งนี้เป็นที่พอใจแก่ผู้เล่นมากกว่าการผูกปมในอัตราเฟรมเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการเรนเดอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันจากการเรนเดอร์แผนที่เงาทั้งหมดและการคำนวณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันเป็นฉากแอคชั่นที่วุ่นวายที่ความลื่นไหลสำคัญมากกว่าความสมบูรณ์แบบของพิกเซล

เรื่องสั้นสั้นสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเหตุผลด้านประสิทธิภาพ

เมื่อมีแสงสว่างบนหน้าจอโดยค่าเริ่มต้นจะส่องแสงบนวัตถุทั้งหมด (บดบังหรือไม่) ดังนั้นเกมจะต้องทำการคำนวณพิเศษเพื่อดูว่าวัตถุใดได้รับผลกระทบ

วิธีนี้ง่ายกว่าในการแก้ไขวัตถุคงที่โดยใช้แสงคงที่และอบ แต่ไม่เหมือนกันกับไฟแบบไดนามิกเช่นการระเบิดตามที่คุณระบุไว้

สำหรับคำถามโบนัสของคุณการติดตามเรย์และราคาถูกไม่รวมกันในประโยคเดียวกัน เหตุผลเดียวที่ทำให้การติดตามรังสียังไม่เกิดขึ้นจนถึงปัจจุบันคือประสิทธิภาพ สมมติว่าแสงทั้งหมดใช้การติดตามรังสีดังนั้นปัญหานี้จะ "แก้ไข" แต่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงาน