As sombras não servem apenas para dar um toque visual. Elas tornam os mundos dos jogos mais reais e, sem elas, mesmo os ambientes mais detalhados parecem planos e sem vida. Assim como a oclusão ambiente e a iluminação global, os mapas de sombras têm como objetivo tornar os seus jogos mais realistas. Uma das técnicas mais comuns para renderizar sombras em tempo real é o mapeamento de sombras, um método que permite aos desenvolvedores de jogos adicionar profundidade e realismo sem prejudicar totalmente o desempenho.
O mapeamento de sombras funciona através de um processo de duas etapas. A primeira cria uma textura de mapa de sombras a partir da perspetiva da fonte de luz. Este mapa armazena informações de profundidade, registando a distância dos objetos em relação à luz. A segunda etapa é renderizada a partir do ponto de vista do jogador, onde o jogo compara cada pixel com o mapa de sombras. Se um pixel estiver mais distante do que o registrado pela luz, ele fica na sombra. Se estiver mais próximo ou na mesma distância, ele permanece iluminado. Essa abordagem é eficiente e funciona bem com iluminação dinâmica, razão pela qual tem sido um elemento básico nos gráficos de jogos em tempo real há anos.
No entanto, os mapas de sombras têm as suas limitações. Como dependem de uma textura, a resolução é importante. Mapas de sombras de baixa resolução podem resultar em bordas visivelmente irregulares ou brilho óbvio ao se mover. Infelizmente, simplesmente aumentar a resolução não é uma solução fácil, pois mapas de sombras de alta resolução exigem mais memória e poder de processamento. Os programadores costumam usar técnicas como mapas de sombras em cascata ou filtragem para suavizar esses artefactos.
Configurações de sombra que você verá nos jogos
A maioria dos jogos permite ajustar a qualidade das sombras nas configurações gráficas. As opções comuns incluem:
- Qualidade das sombras – Ajusta a resolução e a filtragem. Configurações mais altas proporcionam sombras mais nítidas e precisas, mas exigem mais potência da GPU.
- Sombras suaves – Adiciona bordas mais suaves para um aspecto mais natural.
- Sombras dinâmicas – Ativa sombras que se movem e atualizam com objetos e luzes.
- Sombras de contacto – Melhora o realismo adicionando sombras subtis onde os objetos tocam as superfícies.
- Distância da sombra – Controla a distância a que as sombras são renderizadas a partir da câmara. Aumentar este valor melhora os detalhes a longa distância, mas afeta o desempenho.
Tal como acontece com a maioria das configurações de jogos, vale a pena experimentar para encontrar o ponto ideal em que a fidelidade visual fica ótima sem prejudicar a taxa de fotogramas.
Sombras traçadas por raios
O ray tracing adota uma abordagem diferente. Em vez de depender de um mapa pré-calculado, ele simula os caminhos reais dos raios de luz à medida que eles refletem em uma cena. Isso produz sombras mais precisas, suaves e naturais, especialmente em cenários de iluminação complexos. A desvantagem é o desempenho. O ray tracing é computacionalmente dispendioso, e é por isso que só recentemente se tornou viável para renderização em tempo real, graças às GPUs modernas e tecnologias como DLSS.
Os mapas de sombras continuam a ser muito menos exigentes em termos de hardware, tornando-os a escolha padrão para a maioria dos jogos. Mesmo em configurações de alta qualidade, os mapas de sombras normalmente custam uma fração do impacto no desempenho em comparação com as sombras traçadas por raios. Ativar o traçado de raios pode reduzir significativamente as taxas de fotogramas, por isso os jogadores muitas vezes precisam equilibrar a fidelidade visual com uma jogabilidade suave. Para muitos, os mapas de sombras oferecem o melhor compromisso entre realismo e desempenho.
