Rápido y furioso: Forza Horizon 4 acelera con los sombreadores de ventanas

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Gareth Harwood - Director técnico de arte, Juegos infantiles

La acción de Forza Horizon 4 tiene lugar en la hermosa Gran Bretaña, llena de lugares y atracciones reconocibles al instante, incluido el modelo de la ciudad de Edimburgo en la versión de Playground Games.

En la mayoría de los juegos de mundo abierto, se debe prestar especial atención a la velocidad de transmisión de datos, y Forza Horizon 4 con su ciudad detallada y colorida no fue la excepción. Para dibujar los edificios de Edimburgo, se necesitaban nuevas capacidades para ensamblar recursos, renderizar, así como un motor funcional que permitía cargar modelos cuando se movía a una velocidad de 300 millas por hora.

Solución modular que reduce la carga de memoria.


Los edificios fueron creados de acuerdo con referencias del mundo real. Para hacer esto, era necesario fotografiar y hacer muchas casas, pero podemos crear y almacenar físicamente un número limitado de edificios en disco. Para hacer frente a esta limitación, manteniendo la variabilidad, hemos creado un conjunto modular de objetos intercambiables que se agregan a los edificios ; Estos incluyen objetos tales como marcos de ventanas, porches, antenas y alarmas antirrobo. También proporcionamos la capacidad de cambiar los colores y las sombras de partes de estos objetos. Tal sistema era ideal para crear una serie de casas con terrazas, cada una de las cuales tiene una puerta de su propio color.


En Edimburgo, necesitábamos crear una gran cantidad de edificios en un área relativamente pequeña. La descarga de estos edificios para una pequeña parte de nuestro mundo abierto aumentó en gran medida la cantidad de memoria requerida. Para hacer frente a esto, construimos edificios a partir de módulos tomados de las bibliotecas de los primeros pisos, pisos superiores y techos, que podrían conectarse de varias maneras, obteniendo variabilidad y una imagen interesante con bajos requisitos de memoria.

Además, esto nos permitió cambiar la complejidad de los modelos más cerca de los primeros pisos; Las ventanas al lado de las cuales pasa el jugador tienen más detalles que los techos que son visibles solo a distancia. Edificios únicos como el Scottish Monument y la National Gallery combinados con edificios modulares reducen la monotonía de la imagen, al tiempo que maximizan la reutilización de recursos y la variabilidad .

Implementar texturas de paralaje



Los mundos realistas siempre han sido una característica importante de los juegos de Forza Horizon , y una forma de crearlos era agregar interiores a los edificios.

Sabíamos que en Forza Horizon 4 Edimburgo estaría tan densamente construido y detallado que los interiores modelados físicamente generarían un estrés innecesario. Por lo tanto, decidimos usar otra técnica llamada "texturas de paralaje". Nos dieron una gran ventaja en la creación de interiores. Al hornearlos en una textura, no están limitados por la cantidad de polígonos y la complejidad de los materiales . Renderizar tales texturas es menos costoso que crear geometría, por lo que puede haber más interiores en el juego. Anteriormente, era necesario cubrir las ventanas con cortinas o darles sombra, pero ahora tenemos interiores de paralaje completo.


Los materiales de los interiores de paralaje consisten en tres capas, cada una de las cuales es seleccionada individualmente por artistas para cada una de las ventanas. Como cada capa tiene varias variaciones diferentes, crean cientos de posibles apariencias para cada ventana, incluso si se utiliza un pequeño número de atlas de textura.

La primera capa es simple, contiene solo un marco de ventana y vidrio. Añade matices como vidrieras y vidrios de plomo, característicos de la antigua arquitectura británica. Esta capa tiene difusa, alfa, rugosidad, metalidad y paso normal. El paso normal contiene una variación de cada vitral para agregar una variabilidad realista de los ángulos de reflexión del vidrio, lo que es especialmente notable en las viejas vidrieras.


La segunda capa se usa para cortinas o cortinas. Tienen una textura difusa y alfa, así como una textura de transmisión de luz que se usa por la noche para mostrar el grosor de las cortinas. Tenemos cortinas densas que no permiten la luz, cortinas translúcidas e incluso cortinas con decoraciones que creamos a partir de aberturas que transmiten parcialmente la luz.


En la última capa, se crea toda la magia del sombreador: consiste en una textura plana que imita un interior tridimensional. Los interiores se modelan primero en 3D a la misma escala, y luego se renderizan en un formato de textura único compatible con nuestros sombreadores interiores de paralaje. Como en todas las otras capas, en esta capa creamos atlas que contienen hasta ocho interiores diferentes del mismo estilo para reducir el número de llamadas de sorteo.

Tenemos varios atlas de aldeas que se representan en casas de aldeas, atlas para casas de la ciudad, así como varios atlas de establecimientos comerciales que se superponen a tiendas, restaurantes y pubs británicos clásicos. También tenemos dos profundidades principales de los interiores. Uno para habitaciones estándar, el otro para vitrinas poco profundas. Los artistas pueden elegir qué parte del atlas quieren usar para cada ventana del edificio y luego especificar los materiales utilizando las propiedades del modelo poligonal de cada ventana.


El sombreador calcula el ángulo en el que el jugador mira hacia la habitación y cambia las coordenadas UV para que solo vea esa parte del interior que sería visible en este ángulo. Esta técnica tiene varias limitaciones que hemos tratado.

En primer lugar, el truco del sombreador se hace notable en las esquinas muy afiladas. En estos casos límite, mejoramos el efecto natural de Fresnel del vidrio para mostrar una imagen más reflejada que el interior. En segundo lugar, a medida que aumentan los ángulos, los detalles en el centro de la habitación comienzan a distorsionarse. Redujimos este efecto cambiando el énfasis a las paredes y esquinas, oscureciendo el piso. Como en la vida real, el efecto de paralaje le permite combinar líneas que caen en un punto focal. En nuestras imágenes, aprovechamos esto, utilizando la mayor cantidad posible de líneas paralelas: en mosaicos, estanterías, pisos de madera y patrones de papel tapiz.

Cada textura interior también tiene una textura de iluminación para la luz del atardecer. Debido a las ventajas del horneado de texturas, podríamos usar cualquier cantidad de fuentes de luz, porque como resultado, todas ellas se registran en la textura. Cada edificio tiene variaciones con luz de encendido y apagado.


Los artistas eran libres de elegir cualquier combinación de tipos de ventanas, cortinas e interiores, pero siguieron reglas simples: las habitaciones generalmente se encuentran en los pisos superiores, no se pueden usar las mismas habitaciones en cada ventana, y en los pisos superiores no puede haber escaleras que conduzcan. También examinamos cuán convincente es cada habitación. Por ejemplo, no podríamos tener una pequeña cabaña con dos habitaciones, en las que diez o más ventanas conducen a diferentes habitaciones, por lo que los artistas crearon las ventanas para que parecieran diferentes partes de la misma habitación.

Finalmente, para mejorar el rendimiento al alejar al jugador del edificio, necesitábamos reducir no solo la complejidad de la malla, sino también la complejidad de los sombreadores y los materiales. Para hacer esto, apagamos el efecto de paralaje y reemplazamos la ventana con una imagen plana que contiene en una capa una ventana, cortinas e interior. El reemplazo ocurre cuando la ventana ocupa poco espacio en la pantalla y es invisible para el jugador.


Independientemente de si viaja tranquilamente por Edimburgo en su roadster vintage, examinando cada escaparate o corriendo a una velocidad de 300 millas por hora en un superdeportivo por un millón de libras, Forza Horizon 4 recreará un entorno hermoso, realista e interesante. Cada tecnología, método de representación, sombreador y textura funciona en armonía, creando una de las partes más complejas técnicamente del mapa Forza Horizon 4 .



De un traductor: para mayor claridad, encontré un video que muestra los interiores del juego.

Source: https://habr.com/ru/post/es433164/


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