Pernahkah kamu bertanya-tanya kenapa dunia dalam video game terasa begitu hidup? Atau sebaliknya, kenapa ada yang terasa kaku seperti taman hiburan yang menunggu interaksi? Jawabannya, sebagian besar, ada pada pencahayaan. Bukan sekadar "nyalakan lampu, ruangan terang," tapi lebih ke fisika kompleks yang diterapkan dengan trik teknologi tingkat dewa. Mari kita intip dapur pembuatan game, khususnya Assassin's Creed Shadows, dan bagaimana pencahayaan telah berevolusi.
Rahasia di Balik Layar: Mengungkap Pencahayaan Game
Dunia game yang kita lihat adalah hasil dari sistem rumit yang bekerja di balik layar. Jika kamu pernah menonton video behind-the-scenes pembuatan game, kamu mungkin melihat dunia game abu-abu datar yang dipenuhi garis dan ikon. Ini adalah representasi visual dari semua sistem yang membuat game bekerja. Pencahayaan adalah salah satu elemen terpenting yang memberikan informasi tentang dunia game.
Pencahayaan dalam game modern lebih kompleks daripada sekadar menyalakan lampu. Ada pantulan, penyerapan, difusi, dan subsurface scattering. Para fisikawan telah mempelajari pergerakan cahaya selama berabad-abad, dan game designer menerapkan ilmu cahaya ke dalam game dengan cara praktis, seimbang dengan keterbatasan GPU yang kuat, hanya untuk menghibur kita.
Banyak game terasa statis karena pencahayaan. Membuat pencahayaan statis memang sudah dikuasai, tetapi membuat pencahayaan bergerak lebih sulit. Pencahayaan dinamis membutuhkan banyak daya komputasi, yang berpotensi menurunkan performa game. Untungnya, kita mulai melihat perubahan.
Assassin's Creed Shadows: Revolusi Pencahayaan
Contohnya adalah Assassin's Creed Shadows. Ubisoft Technical Architect, Nicolas Lopez, berbicara di Game Developers' Conference (GDC) musim semi ini. Angka-angka yang ia sebutkan cukup mencengangkan. Jika pencahayaan dihitung dengan cara yang sama seperti di Assassin's Creed Unity, Shadows akan membutuhkan waktu hampir dua tahun untuk "memanggang" semua pencahayaan dan sekitar 2TB ruang penyimpanan untuk menyimpan semua data pencahayaan itu. (Sebagai perbandingan, Assassin's Creed Shadows hanya membutuhkan 115GB di PC untuk seluruh game.)
Kota-kota di Assassin's Creed Unity dan Syndicate relatif kecil, sekitar empat kilometer persegi. Dalam game tersebut, developer menggunakan lighting probe seragam untuk menentukan bagaimana global illumination (GI) dirender. Lighting probe adalah titik-titik di peta yang berisi informasi tentang bagaimana cahaya melewati ruang kosong di area tersebut, yang kemudian digunakan untuk membantu menerangi objek statis dan dinamis. Probe ini berjarak 50 sentimeter, yang berarti mereka meminta informasi cahaya setiap setengah meter di seluruh kota Paris.
Global illumination (GI) adalah istilah luas yang digunakan untuk menggambarkan berbagai teknik yang dimaksudkan untuk meniru pencahayaan realistis, terutama pencahayaan tidak langsung. Ini termasuk cube map, screen-space reflections, probe lighting, dan banyak lagi.
"Skala kecil [dunia game yang lebih kecil ini] memungkinkan kami mendapatkan pencahayaan berkualitas tinggi, meskipun membutuhkan penyimpanan yang signifikan," kata Lopez. Namun, dari Assassin's Creed Origins ke depan, ukuran dunia meledak, dan tiba-tiba kita menjelajahi dunia seluas 256 kilometer persegi. Informasi cahaya panggang sebanyak itu akan menyebabkan ukuran penyimpanan game meledak, sehingga tim mulai menggunakan sistem dinamis.
Dari Baked Lighting ke Dinamis: Evolusi GI
"Kami memvariasikan kepadatan probe berdasarkan kompleksitas adegan — area perkotaan yang padat masih menggunakan jarak 50 sentimeter, tetapi di lanskap terbuka seperti gurun atau hutan, kami mengurangi resolusinya," jelas Lopez. Artist melukis "peta kepadatan GI" ini secara langsung — yang berarti mereka dapat memfokuskan kualitas cahaya di tempat yang paling penting — yang menurut Lopez "secara dramatis mengurangi ukuran data sambil mempertahankan kualitas visual di tempat yang paling penting."
Assassin's Creed Unity memiliki jumlah waktu siang yang terbatas — hanya empat, dibandingkan dengan 11 di Shadows — dan memiliki efek cuaca yang sangat terbatas, sedangkan Shadows memiliki sistem cuaca dinamis. Semua elemen tersebut di Shadows menciptakan perubahan dalam pencahayaan yang harus diperhitungkan oleh game untuk menyajikan visual yang dapat dipercaya.
Jadi, kenapa memanggang pencahayaan memakan waktu lama dan membutuhkan banyak ruang penyimpanan? Sederhananya, keterbatasan hardware dan game engine pada saat itu memaksa tim untuk memanggang banyak informasi pencahayaan. Baik hardware maupun software belum siap untuk menangani perhitungan data cahaya sebanyak itu secara real time.
Secara historis, sebagian besar pencahayaan game telah "dipanggang." Itu berarti bahwa berbagai teknik yang digunakan untuk menerangi adegan tertentu dihitung terlebih dahulu dan kemudian disimpan sebagai tekstur dan peta yang ditumpangkan oleh engine ke adegan dasar, sehingga komputer atau konsol game kamu tidak harus melakukan perhitungan tersebut saat kamu bermain dan memperlambat game. Ini berfungsi untuk game yang benar-benar statis dan dapat memberikan pencahayaan yang sangat meyakinkan dan berdampak. Namun, saat sebuah game menjadi lebih dinamis, pencahayaan yang dipanggang menjadi kurang layak.
Ray Tracing: Game Changer yang (Mungkin) Tak Terlihat
Sudah lebih dari satu dekade sejak perilisan Assassin's Creed Unity. Salah satu perubahan terbesar adalah ray tracing, yang tersedia untuk semua gamer PlayStation 5 dan Xbox Series X|S, dan sekitar 30-40% kartu grafis yang ditampilkan dalam Survei Hardware Steam per bulan Mei ini.
"Ray tracing memiliki dampak besar pada cara kami mendekati pencahayaan, baik dari sudut pandang kreatif maupun produksi," kata Lopez. "Dalam alur kerja tradisional, pencahayaan sebagian besar adalah global illumination yang dipanggang, pantulan, ambient occlusion, dll. Itu berarti pencahayaan tidak dapat bereaksi terhadap perubahan dunia. Mengubah atau memindahkan sepotong arsitektur? Tiba-tiba pencahayaan menjadi tidak valid. Tim harus memanggang ulang data pencahayaan, yang dapat memakan waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Di Ubisoft, kami menjalankan compute job semalaman sehingga artist bisa mendapatkan pencahayaan segar setiap pagi. Tetapi itu masih memperlambat iterasi secara dramatis."
Ray tracing membebaskan artist dari banyak batasan tersebut, katanya. "Artist dapat memindahkan objek, menyesuaikan adegan, atau melakukan iterasi tanpa menunggu panggangan yang lama. Dan karena pencahayaan dihitung per piksel, fidelitas visual jauh lebih tinggi dan lebih akurat secara fisik," jelas Lopez. Singkatnya, artist dapat berkreasi dengan kecepatan mereka sendiri alih-alih menunggu komputer menghitung.
Namun, ray tracing seringkali tidak terlihat oleh kita di sisi konsumen, terutama ketika kita mempertimbangkan betapa statisnya banyak dunia game. Dalam game tersebut, ray tracing hampir tidak terlihat, karena melakukan hal yang sama yang dilakukan game designer dengan lampu statis yang ditempatkan secara kreatif.
Masa Depan Pencahayaan Game: Lebih Dinamis, Lebih Imersif
Shadows, memiliki 11 waktu siang yang berbeda, empat musim, berbagai efek cuaca dinamis, dan lingkungan yang dapat dirusak yang semuanya memengaruhi cara pemain melihat game saat mereka bermain. Solusi hibrida Shadows menggunakan kombinasi pencahayaan yang dipanggang dan dinamis, "mendorong GI yang dipanggang ke batas absolutnya."
"Ray tracing memungkinkan kita menerangi lingkungan dinamis ini secara akurat dan konsisten," jelas Lopez. "Pencahayaan berperilaku sebagaimana mestinya, bahkan ketika dunia berubah secara drastis. Tidak ada hack, tidak ada workaround. Itu membuat dunia terasa lebih membumi dan dapat dipercaya." Interior menyala secara alami saat pintu terbuka. Objek yang dapat dirusak akhirnya berkontribusi pada pencahayaan adegan. Pencahayaan musim mengubah suasana adegan. Tanpa ray tracing, efek ini hanya dapat didekati sampai batas tertentu.
Tim melakukan iterasi pada engine Anvil Ubisoft, yang digunakan di seluruh seri Assassin's Creed. Mereka mengadopsi Academy Color Encoding System, misalnya, yang merupakan standar warna universal yang digunakan oleh industri film untuk menjaga pekerjaan ratusan atau ribuan orang tetap konsisten di banyak perangkat. Ini membantu memastikan bahwa orang-orang yang bekerja di mesin yang berbeda, di lokasi yang berbeda, membuat bagian yang berbeda dari game dalam berbagai aplikasi, bekerja dengan informasi warna yang sama. Color Look-Up Tables (LUT) memungkinkan tim untuk menggeser nada visual dan color grading agar sesuai dengan cuaca dan suasana lingkungan.
Salah satu bagian kunci untuk mendapatkan Shadows dengan benar terletak pada pencahayaan yang tepat. Dengan layar HDR yang begitu banyak digunakan saat ini, developer dapat mengandalkan kemampuan untuk menampilkan rentang cahaya dan kegelapan yang lebih besar, tetapi gelap masih sering berarti hitam pekat.
Dengan ray tracing membantu menginformasikan cara pencahayaan bekerja di Shadows, tim dapat "memberikan malam yang terasa moody dan otentik, tanpa bergantung pada pengisian cahaya buatan," kata Lopez. Kualitas pencahayaan secara langsung mendukung gameplay, baik memberikannya lebih banyak bobot dan kepercayaan, dan membuatnya terasa lebih sinematik.
Semua perubahan ini bersatu untuk menciptakan "visual reaktif yang terpadu di mana semuanya terasa terhubung," dengan Shadows pada khususnya telah memicu siklus inovasi yang mendorong Anvil dan Assassin's Creed maju.
Kesimpulan: Dunia Game yang Lebih Hidup
Bagi kita semua, Assassin's Creed Shadows berfungsi sebagai contoh bagaimana desain video game beradaptasi dengan teknologi baru baik untuk gamer maupun game designer. Designer yang mengerjakan game besar seperti Shadows memiliki cara baru untuk membuat game lebih cepat tanpa mengorbankan fidelitas. Sebagai imbalannya, kita mendapatkan dunia yang lebih dinamis yang hidup dan bergerak di sekitar kita. Singkatnya, game semakin mendekati realita, dan itu keren banget!
