Shadow Quality در بازی‌های ویدیویی چیست؟ | اصطلاحات گرافیکی

در دنیای بازی‌های ویدیویی، وفاداری بصری (Visual Fidelity) نقش بسیار مهمی در شکل‌دهی تجربه‌ی گیمر ایفا می‌کند. در میان عناصر گرافیکی مختلفی که به واقعی‌سازی و غوطه‌وری در بازی کمک می‌کنند، سایه‌ها از جمله برجسته‌ترین و تأثیرگذارترین عناصر هستند. اصطلاح کیفیت سایه‌ها یا Shadow Quality در بازی‌ها به نحوه‌ی دقیق و مؤثر رندر شدن سایه‌ها در محیط اشاره دارد.

این ویژگی نه تنها بر جذابیت بصری تأثیر دارد، بلکه بر عملکرد سیستم، وضوح گیم‌پلی و حس فضای بازی نیز مؤثر است. در این مقاله از ویجیاتو، به بررسی افکت Shadow Quality در بازی‌ها می‌پردازیم و تأثیر این افکت را بر کیفیت بصری و تجربه‌ی گیمرها مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. با ما همراه باشید تا بیشتر با این مفهوم گرافیکی آشنا شویم.

بیشتر بخوانید: هرآنچه که باید پیش از خرید کارت گرافیک (GPU) گیمینگ بدانید

بیشتر بخوانید: کارت گرافیک دست دوم بخریم یا نه؟ راهنمای جامع خرید کارت گرافیک دست دوم

---

Shadow Quality در بازی‌ها به چه معناست و چرا اهمیت دارد؟

کیفیت سایه در بازی‌ها به میزان واقع‌گرایی و جزئیاتی اشاره دارد که سایه‌ها در دنیای بازی دارند. سایه‌های با کیفیت بالا می‌توانند از نظر بصری جذاب‌تر و تجربه‌ای فراگیرتر ایجاد کنند، اما در عین حال فشار بیشتری بر پردازنده گرافیکی (GPU) وارد می‌کنند. در مقابل، سایه‌های با کیفیت پایین ممکن است عملکرد بهتری برای سیستم فراهم کنند، اما به قیمت کاهش وفاداری بصری خواهد بود.

Shadow Quality چیست؟

کیفیت سایه یکی از مهم‌ترین و در عین حال نادیده‌ گرفته‌شده‌ترین عناصر گرافیکی در بازی‌های ویدیویی است. این گزینه که اغلب در منوی تنظیمات گرافیکی تحت عنوان Shadow Quality یا Shadow Settings ظاهر می‌شود، مشخص می‌کند که سایه‌ها تا چه اندازه دقیق، نرم، طبیعی و واقع‌گرایانه رندر شوند. این ویژگی نه‌تنها بر زیبایی بصری بازی تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند تجربه کلی گیمر را در زمینه فضاسازی، درک عمق محیط و حتی گیم‌پلی تغییر دهد.

درست مانند کیفیت بافت‌ها (Texture Quality)، تأثیر کیفیت سایه در بازی‌ها بسته به سطح تنظیمات متفاوت است. معمولاً هرچه این گزینه را در سطح بالاتری تنظیم کنید، سایه‌ها وضوح بیشتر و لبه‌های نرم‌تری دارند. در مقابل، سایه‌هایی که در تنظیمات پایین فعال هستند، معمولاً پیکسلی، شکسته یا با تأخیر حرکتی همراه‌اند و می‌توانند حس واقع‌گرایی محیط را کاهش دهند.

برای مثال، در تصویری از بازی Hitman، مأمور 47 را در حال قدم زدن زیر درختی مشاهده می‌کنیم. اگر تنظیمات سایه روی حالت پایین باشد، سایه برگ‌ها روی زمین به صورت لکه‌هایی مبهم و حباب‌مانند ظاهر می‌شوند.

اما در تنظیمات سطح بالا، همان سایه‌ها به‌طور دقیق، با جزئیات برگ‌ برگ و با نرمی خاصی روی زمین پخش می‌شوند، و حتی در زمان وزش باد، حرکات طبیعی برگ‌ها در سایه‌ها نیز بازتاب پیدا می‌کند. کیفیت سایه‌ها مفهومی ترکیبی است و از چندین فاکتور فنی تشکیل شده است که با هم مشخص می‌کنند سایه‌ها در بازی به چه صورت پردازش و نمایش داده شوند:

• وضوح (Resolution): این پارامتر نشان‌دهنده میزان جزئیات، شفافیت و وضوح سایه‌هاست. وضوح بالا باعث می‌شود سایه‌ها لبه‌های تیز و دقیق داشته باشند، در حالی که وضوح پایین منجر به سایه‌هایی پیکسلی و تار می‌شود.
• فاصله ترسیم (Draw Distance): این ویژگی مشخص می‌کند که سایه‌ها تا چه فاصله‌ای از بازیکن رندر شوند. در تنظیمات بالاتر، حتی اشیای دورتر نیز سایه تولید می‌کنند، که حس عمیق‌تری به فضای بازی می‌دهد.
• فیلتر و نرمی (Filtering & Softness): تکنیک‌های مختلف فیلترگذاری برای نرم‌ کردن لبه سایه‌ها استفاده می‌شوند. در دنیای واقعی، سایه‌ها معمولاً لبه‌هایی تار دارند که ناشی از پراکندگی نور است. بازی‌هایی با کیفیت سایه بالا این ویژگی را به خوبی شبیه‌سازی می‌کنند.
• سایه‌های دینامیک در مقابل ثابت: سایه‌های دینامیک در زمان واقعی و بر اساس نور و حرکت اشیاء تغییر می‌کنند، در حالی که سایه‌های ثابت به‌صورت از پیش‌محاسبه شده هستند و در طول بازی تغییر نمی‌کنند.

تنظیمات کیفیت سایه در بازی‌ها

اکثر بازی‌های مدرن، خصوصاً عناوین AAA، چندین سطح از تنظیمات کیفیت سایه ارائه می‌دهند:

• پایین (Low): مناسب سیستم‌های ضعیف. سایه‌ها با وضوح بسیار کم، اغلب پیکسلی و بدون حرکت طبیعی هستند.
• متوسط (Medium): تعادلی بین کیفیت و عملکرد؛ وضوح قابل قبول با کاهش برخی از جزئیات.
• بالا (High): سایه‌های نرم، طبیعی و با وضوح بالا. نیازمند سخت‌افزار قدرتمندتر.
• فوق‌العاده و اولترا (Ultra): نهایت کیفیت سایه‌ها، با استفاده از تکنیک‌هایی مانند Cascaded Shadow Maps، Contact Hardening Shadows یا حتی Ray Tracing. معمولاً فقط توسط کارت‌های گرافیکی رده‌بالا پشتیبانی می‌شود.

بیشتر بخوانید: Draw Distance در بازی‌های ویدیویی چیست؟ | اصطلاحات گرافیکی

بیشتر بخوانید: رزولوشن (Resolution) در بازی‌های ویدیویی چیست؟ | اصطلاحات گرافیکی

---

انواع سایه‌ ها در بازی‌های ویدیویی

برای درک بهتر مفهوم کیفیت سایه (Shadow Quality) در بازی‌ها، شناخت انواع مختلف سایه‌هایی که در بازی‌های مدرن استفاده می‌شوند، اهمیت زیادی دارد. هر نوع سایه‌سازی نه‌تنها بر کیفیت بصری تأثیر می‌گذارد، بلکه عملکرد و نیاز پردازشی بازی را نیز به‌شدت تغییر می‌دهد. در ادامه با رایج‌ترین انواع سایه‌ها در بازی‌های ویدیویی آشنا می‌شویم:

سایه‌های سخت (Hard Shadows)

سایه‌های سخت نوعی از سایه‌ها هستند که دارای لبه‌های تیز و واضح‌اند. این سایه‌ها معمولاً از منابع نوری مستقیم مانند نور خورشید حاصل می‌شوند و در آن‌ها خبری از پراکندگی یا نرمی در لبه سایه نیست. این نوع سایه‌ها در بازی‌های قدیمی یا در تنظیمات گرافیکی پایین‌تر بیشتر دیده می‌شوند، زیرا پردازش آن‌ها ساده‌تر است و به منابع گرافیکی کمتری نیاز دارند.

سایه‌های نرم (Soft Shadows)

سایه‌های نرم دارای لبه‌هایی محو و تدریجی هستند که به‌صورت طبیعی‌تر بازتابی از نحوه عملکرد نور در دنیای واقعی هستند. در این روش، به کمک تکنیک‌هایی، لبه‌های سایه از حالت پیکسلی یا بریده‌بریده خارج می‌شوند و ظاهری لطیف و پخش‌ پیدا می‌کنند.

سایه‌های پله‌ای یا لایه‌ای (Cascaded Shadow Maps - CSM)

Cascaded Shadow Maps یکی از روش‌های پیشرفته‌تر رندر سایه در بازی‌های سه‌بعدی و جهان‌باز است. در این روش، فضای دید دوربین به چند بخش تقسیم می‌شود، به طوری که اشیاء نزدیک به دوربین با دقت بالا و اشیاء دورتر با دقت پایین‌تر سایه‌زنی می‌شوند. این تکنیک باعث می‌شود سایه‌ها در فاصله نزدیک بسیار دقیق و باکیفیت به نظر برسند.

سایه‌های سخت‌ تدریجی (Contact Hardening Shadows - CHS)

سایه‌های سخت‌شونده تدریجی برای شبیه‌سازی دقیق‌تر نحوه تغییر شکل سایه‌ها با توجه به فاصله جسم از سطح طراحی شده‌اند. در واقع، در دنیای واقعی، هر چه یک شیء از سطحی که روی آن سایه می‌اندازد دورتر باشد، لبه‌های سایه نرم‌تر و محوتر خواهند بود. این فناوری دقیقاً همین پدیده را شبیه‌سازی می‌کند و از الگوریتم‌هایی استفاده می‌کند که در لحظه، فاصله و زاویه تابش نور را بررسی می‌کنند.

سایه‌های رهگیری پرتو (Ray-Traced Shadows)

پیشرفته‌ترین نوع سایه در حال حاضر، سایه‌های مبتنی بر رهگیری پرتو هستند. در این روش، به جای استفاده از نقشه‌های سایه از پیش‌محاسبه شده، نور و سایه در لحظه و با دقت بالا بر اساس مسیرهای فیزیکی پرتوهای نور محاسبه می‌شوند.

این روش می‌تواند سایه‌هایی بسیار دقیق، با جزئیاتی مثل شکست نور، سایه‌های چندلایه‌ای و انعکاس‌های غیرمستقیم ایجاد کند. در حالی که کیفیت سایه‌های Ray-Traced بی‌نظیر است، اما اجرای آن نیاز به سخت‌افزار بسیار قدرتمندی دارد.

جدول مقایسه انواع سایه‌ها در بازی‌های ویدیویی

نوع سایه	واقع‌گرایی	لبه‌ها	نیاز پردازشی	مناسب برای	توضیح کوتاه
سایه سخت (Hard)	پایین	تیز	کم	سیستم‌های ضعیف، موبایل	ساده‌ترین نوع سایه؛ سریع ولی غیرواقعی
سایه نرم (Soft)	متوسط تا بالا	محو	متوسط	بازی‌های میان‌رده و سنگین	تعادل میان کیفیت و عملکرد
Cascaded Shadow Maps (CSM)	بالا	تیز تا نرم	متوسط	بازی‌های جهان‌باز، سوم‌شخص	تقسیم فضای دید برای کیفیت نزدیک
Contact Hardening Shadows (CHS)	خیلی بالا	وابسته به فاصله	بالا	بازی‌های سینمایی	لبه سایه بر اساس فاصله تغییر می‌کند
Ray-Traced Shadows	فوق‌العاده بالا	کاملاً طبیعی	بسیار بالا	سیستم‌های قدرتمند، گرافیک حرفه‌ای	دقیق‌ترین و سنگین‌ترین نوع سایه

---

تأثیر Shadow Quality بر عملکرد سیستم

کیفیت سایه‌ها از جمله پارامترهایی است که مستقیماً به توان پردازشی کارت گرافیک وابسته است. سایه‌های با کیفیت بالا، مخصوصاً سایه‌های دینامیک، سایه‌های نرم، و Ray-Traced Shadows، نیازمند محاسبات پیچیده‌ای هستند که بار قابل توجهی را بر GPU تحمیل می‌کنند.

تنظیم کیفیت سایه به‌طور مستقیم با نرخ فریم در ثانیه (FPS) در ارتباط است. افزایش کیفیت سایه می‌تواند بین ۱۰ تا ۵۰ درصد از فریم‌ریت بازی بکاهد، بسته به نوع سایه، نوع موتور بازی و سخت‌افزار شما.

در حالی‌ که پردازنده گرافیکی مسئول اصلی رندر سایه‌هاست، اما سایه‌های پیچیده می‌توانند به‌طور غیرمستقیم بار روی CPU را نیز افزایش دهند. مخصوصاً در بازی‌هایی که از نورپردازی دینامیک یا سیستم‌های فیزیکی پیچیده استفاده می‌کنند، هماهنگ‌سازی بین نور، اشیاء متحرک و سایه‌های آن‌ها ممکن است نیاز به پردازش بیشتری توسط CPU داشته باشد.

بیشتر بخوانید: Ambient Occlusion در بازی‌های ویدیویی چیست؟ | اصطلاحات گرافیکی

---

نقش هنری و فضاسازی

سایه‌ها می‌توانند به‌طور مستقیم بر احساسات بازیکن تأثیر بگذارند. سایه‌های تاریک با تضاد بالا، به‌خصوص در محیط‌های بسته یا ناشناخته، حس ترس، دلهره و ناامنی ایجاد می‌کنند. این تکنیک در بسیاری از بازی‌های ترسناک مانند Resident Evil یا Silent Hill به‌خوبی استفاده شده است. در مقابل، سایه‌های نرم و پراکنده که در محیط‌هایی با نور ملایم مانند غروب خورشید یا فضاهای داخلی گرم استفاده می‌شوند، حس آرامش، صمیمیت و امنیت را منتقل می‌کنند.

تأثیرات روانی سایه‌ها مشابه اصول طراحی صحنه در سینما و تئاتر است؛ بازی‌سازان با استفاده از ترکیب نور و تاریکی، می‌توانند بازیکن را از نظر احساسی تحت تأثیر قرار دهند و به فضا معنا ببخشند.

---

راهنمای جامع مفهوم Shadow Quality

کیفیت سایه در بازی‌ها چیزی فراتر از یک گزینه در منوی تنظیمات است. در این مقاله از ویجیاتو تلاش کردیم تا مفهوم Shadow Quality را به‌زبان ساده و دقیق معرفی کنیم و نقش آن را در زیبایی و واقع‌گرایی گرافیک بازی‌های ویدیویی شرح دهیم. اگر درباره‌ی این تکنیک یا سایر جلوه‌های گرافیکی سؤال یا نظری دارید، خوشحال می‌شویم آن را در بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی اصطلاحات گرافیکی مقاله‌های «Depth of Field در گیمینگ چیست؟ بررسی کامل + تاثیر آن بر تجربه بازی»، «Anti-Aliasing چیست و کدام تکنیکش برای شما بهتر است؟ | اصطلاحات گرافیکی» و «Motion Blur در بازی‌ها چیست و چگونه کار می‌کند؟ | اصطلاحات گرافیکی» را مطالعه کنید.