Color Editor - Designing high dynamic range color management tools for Unreal Engine

Abstract

Color Editor is a tool for the Unreal Engine editor for post processing stage color work – grading, management, and analysis. It aims to enable artists and game developers to deliver colors in the best subjective quality possible. Due to the limited capabilities of display devices, a color management solution is needed for every digital game. Color Editor offers a selection of debug visualizations to analyze the final display colors of rendered scenes and a visual interface for high dynamic range color grading.

Previous research indicates that colors are a psychophysical phenomenon, highly subjective and context dependent. When designing tools for high dynamic range color management workflows, it is essential to understand the formation of colors in the physically based rendering pipeline and the way display tonemapping functions. Studying previous work on color grading tools and processes provides the background for user interface and user experience design.

This thesis presents the work behind the first released version of the Color Editor plugin. The tool is designed to integrate seamlessly with Unreal Engine’s post processing pipeline and builds upon native engine implementations. The design choices in the tool development process are based on the background research and comparison of existing color management tools and workflows.

The evaluation of Color Editor is grounded in both the development and prototyping process. Additional insights were gathered from using the tool in a game project setting and requesting feedback from industry experts. The key findings include insights discovered from utilizing the debug visualizations of Color Editor in the game development lighting design, as well as the benefits gained from the novel preset system of the tool in the color grading process.

Color Editor on työkalu Unreal Engine -pelimoottorille värimäärittelyn tueksi kuvan jälkikäsittelyvaiheeseen. Työkalun tavoitteena on auttaa pelinkehittäjiä saavuttamaan paras mahdollinen subjektiivinen laatu työssään. Näyttölaitteiden rajattujen ominaisuuksien vuoksi jokainen digitaalinen peli tarvitsee värien määrittelyä. Color Editor tarjoaa kokoelman visualisointeja lopullisten näyttövärien analysointiin ja käyttöliittymän laajasävykuvan värimäärittelyyn.

Aiemmat tutkimukset osoittavat, että värit ovat psykofyysinen ilmiö ja että kokemuksemme niistä ovat subjektiivisia ja kontekstista riippuvaisia. Laajasävykuvien värinhallintatyökalujen suunnittelussa on olennaista ymmärtää, miten värit muodostuvat pelimoottoorissa ja miten laajasävykuva käsitellään näyttölaitteelle sopivaksi. Muiden värimäärittelytyökalujen ja -prosessien tutkiminen tarjoaa näkemyksiä käyttöliittymän ja -kokemuksen suunnitteluun.

Tämä työ esittelee Color Editor -työkalun ensimmäisen julkaistun version taustalla olevaa kehitystyötä. Työkalu on suunniteltu integroitumaan saumattomasti Unreal Engine -pelimoottoriin. Työkalun suunnittelussa tehdyt valinnat perustuvat esiteltyyn taustatutkimukseen ja olemassaolevien värimäärittelytyökalujen ja -prosessien vertailuun.

Color Editor -työkalua käytettiin peliprojektin aikana ja palautetta kerättiin alan asiantuntijoilta. Työn tärkeimmät havainnot pitävät sisällään Color Editorin visualisointityökalut värimäärittelytyön tukena ja työkalun esittelemän esiasetusjärjestelmän tuomat hyödyt.

Tämä työ tunnistaa mahdollisia haasteita ja mahdollisuuksia työkalujen kehittämisessä pelimoottoreille, ja ehdottaa kehityssuuntia työkalujen suunnittelijoille ja ohjelmoijille.