RAMAN RAMAN 14 марта 2021

ETS2 & ATS 1.40: Новая система освещения!

TruckersMP.RuЖурналДругие новости
ETS2 & ATS 1.40: Новая система освещения!

Под колпаком: новая система освещения

Изменения, которые мы вводим в обновлении 1.40 для American Truck Simulator и Euro Truck Simulator 2, уже некоторое время были видны широкой публике в открытых бета-версиях, которые в настоящее время находятся в стадии разработки. Безусловно, наиболее заметным изменением является новая система освещения, которая оказалась для нас самой большой графической переработкой за последние годы. В сегодняшнем сообщении блога мы хотели бы подробнее рассказать о том, через что мы прошли, чтобы добиться этого изменения; давайте еще раз заглянем под капот.

Да будет свет!

Подход нашего 3D-движка к представлению света и цвета в сценах - и в буферах рендеринга, которые в конечном итоге отображаются на экране - был разработан более десяти лет назад. Это было время, когда современные технологии должны были представлять все значения RGB в числовом диапазоне 0–255, чтобы поместиться в один байт информации. Вот как были определены все значения, либо в текселе карты текстуры («кожа» 3D-объекта, дерева, транспортного средства или скайбокса), либо в кодировании интенсивности источника света. (от задних фонарей автомобиля с уличными фонарями до яркости солнца) и объединение всего этого на этапе рендеринга в один пиксель; это снова было представление в буфере дисплея, которое было показано на экране, только с 256 оттенками каждого основного цвета.

В последние годы стремительный рост памяти, доступной в 3D-ускорителях, развитие вычислительной мощности и гибкость языков затенения для программирования операций 3D-карты с фрагментами проложили путь для хранения и вычисления значений цвета и света с гораздо более высокой точностью. а диапазон - числами с плавающей запятой. Вместо простого наложения операций цветовой фильтрации, которые, по сути, были всеми трюками, которые мы использовали в эпоху 8-битных цветовых компонентов, переход к использованию вещественных чисел - настоящая революция в том, как игровой движок может действительно представлять источники света. . в реалистичных интервалах и соотношениях. В реальном мире разница между силой света лампочки и солнечного света составляет много порядков. Если мы сможем правильно хранить значения интенсивности источников света и, что более важно, выполнять все световые операции относительно поверхности в их правильных диапазонах значений без большой потери точности, мы сможем достичь истинного динамического диапазона. (HDR) свет в графическом конвейере. Когда мы начали экспериментировать с новой техникой около 18 месяцев назад и увидели первые результаты, пути назад не было, мы знали, что хотим, чтобы это было в движке.

Какие новости?

Нам пришлось начать с источников света (и какое-то время мы надеялись, что этого будет достаточно). Каждый источник света теперь определяется с реалистичным значением из реальных измерений (мы сделали много выборок с помощью экспонометра при различных настройках дневного света и погоды) и справочных таблиц. В действительности, как и в игровом мире сейчас, десятки тысяч единиц люкс освещают дневные сцены, в то время как окружающая яркость приближается к нескольким единицам люкс в ночное время. Основание всех значений источника света на реальности дает нам гораздо больше уверенности, чем в старые времена, когда новый свет просто вписывался в систему. Это не больше, чем 150 или 170, не имеющее реального значения для значений. Теперь мы знаем, и у нас есть столы на выбор для уличного фонаря или неонового света на заправочной станции. В формулах расчета света теперь мы можем выбрать адекватное квадратичное затухание капель, чтобы свет вел себя физически правильно. С более высокой точностью мы можем даже ввести небольшое случайное изменение интенсивности света для идентичных источников света, чтобы лучше имитировать уличную ночь, не имея неестественно идентичных ламп.

Когда все расчеты внутреннего освещения выполнены, нам нужно скорректировать полученные значения для экрана, имитируя экспозицию камеры. Так же, как современная камера в вашем мобильном телефоне, нам нужно принимать все богатые значения и разнообразие входящего света (солнце или тень, раннее утро, полдень, закат или поздняя ночь) и «сжимать» или «расширять» значения. В интервале, соответствующем экрану. Наша система эмуляции экспозиции имеет решающее влияние на окончательный вид игры: это частично физическое, но частично также субъективное художественное ощущение. Его необходимо динамически настраивать не только на свет, исходящий из игрового мира, но также необходимо учитывать разницу между светом внутри и снаружи кабины транспортного средства, чтобы обеспечить читаемость приборов приборной панели. Человеческий глаз - это невероятное творение, способное приспосабливаться к широкому диапазону интенсивности света при смещении фокуса от объекта к объекту. При анализе гистограммы освещенности для каждого кадра и между кадрами нам пришлось использовать много умной математики, чтобы подогнать все эти значения к неизбежно ограниченному динамическому диапазону и цветовому охвату экрана, чтобы сделать все правдоподобным и различимым. это портрет. Некоторые улучшения были вишенкой на торте, например, тот факт, что с внутренним диапазоном буферов с плавающей запятой кубических карт мы можем иметь гораздо более яркие отражения на блестящих поверхностях, таких как водоемы, стекло или автомобильная краска. Мы с радостью прошли этот путь разработки в небольшой команде, пока не осознали, что, хотя промежуточные результаты были многообещающими, мы не сможем сделать это без изменения баланса ВСЕХ существующих материалов / текстур для всех игровых предметов. Когда луч света проецируется на поверхность объекта, то, что отражается или преломляется, зависит не только от свойств падающего света, но в значительной степени от свойств поверхности объекта. За многие годы разработки мы накопили десятки тысяч текстур, некоторые из которых были взяты из фотографических источников в различных настройках, некоторые были нарисованы вручную, другие - в процессе процедурной генерации с помощью различных интеллектуальных инструментов. На протяжении многих лет автор этих источников был предметом различных школ мысли или различных творческих форм поведения, но система «старого света» скреплялась пресловутой липкой лентой и все еще оставалась достаточно неточной, чтобы выявить определенные дисбалансы. настоящее время. Новая система эмуляции экспозиции намного более чувствительна и просто требует физически правильных значений альбедо яркости. Наша бетонная поверхность больше не может быть какой-то серой, а дерево не может быть просто красивым и зеленым. И именно тогда подавляющее большинство нашей арт-команды пришлось привлечь к капитальному ремонту.

Что нужно было изменить?

Как только наша небольшая, новаторская междисциплинарная команда внесла все необходимые изменения в код и шейдер графического процессора, на что потребовалось много месяцев экспериментов, нам пришлось привлечь гораздо больше людей. Во-первых, нам пришлось перенастроить все источники света в мире и все автомобильные фары в соответствии с новой логикой. В некоторых случаях это было относительно тривиальное числовое преобразование где-нибудь в таблице. В других случаях от дизайнера карты могло потребоваться повторное посещение определенного места для ручной корректировки. Во многих случаях это означало, что игровой объект, такой как весь завод или склад с предопределенными источниками света, необходимо было повторно открыть, настроить и повторно экспортировать обратно в 3D-инструмент, такой как Maya. Мы говорим о тысячах и тысячах таких настроек, в некоторых случаях включающих не только несколько десятков «чисел», определяющих источники света, но и серьезные изменения в картах освещения объектов, в которые были «включены» поддельные тени и световые эффекты. для лучшего просмотра в старой системе освещения. Наконец, в течение нескольких недель большинству наших команд пришлось прекратить работу над чем-либо еще, связанным с нашими будущими проектами, и пересмотреть все игровые объекты, растительность, транспортные средства и эффекты; перебалансировать вещи снова и снова, чтобы синхронизировать их в общей и согласованной справочной таблице альбедо. Нам пришлось пересмотреть основы многих подсистем, в частности, фары и лампы автомобиля, что потребовало множества итераций и тонкой настройки, чтобы они хорошо смотрелись в различных условиях дневного света. У нас есть новый набор скайбоксов с более высоким разрешением, а также немного более широкий выбор погодных условий. В конечном счете, ни один камень не остался незамеченным, поскольку нам пришлось оценивать и корректировать каждый элемент игры.

Что все это значит?

Новая система освещения и начало нашей новой физической модели света - это фундаментальный шаг к полной и лучшей физической модели всего мира в наших играх. Мы еще не дошли до рендеринга, основанного на физике, но обновление 1.40 - важный шаг в правильном направлении. Очистка старого искусства и основание всей силы света и операций на фундаментальной физике, наконец, сделают возможной будущую системную работу в этой области. Как и многое другое в долгосрочном развитии, хотя этот шаг - небольшая революция, он в то же время является лишь вехой на пути к более широкому видению.

С точки зрения художников-графиков (но это также относится и к авторам модов!), Мы представляем новую концепцию создания и поддержания всего искусства игры «под контролем» и в балансе с остальным искусством. Фотоматериалы, которые часто используются в качестве художественных материалов в игре, теперь должны пройти процесс калибровки, прежде чем их можно будет применить, иначе вы можете получить слишком темную или слишком яркую поверхность, что повлияет на экспозицию и восприятие. общая сцена. Часто стоит изучить альтернативные методы создания материалов, такие как процедурная генерация с высоким разрешением в таких инструментах, как Substance Designer. Теперь мы больше доверяем системе рендеринга движка; вместо имитации и запекания в моделях тонких теней и световых эффектов. Между новым светом и SSAO наш шейдерный код теперь играет большую роль в создании окончательного вида; это означает немного меньшую ответственность, контроль и, возможно, работу со стороны художника. Это может быть как хорошо, так и плохо, в зависимости от того, чего вы пытаетесь достичь в каждом конкретном случае.

На протяжении всего процесса настройки мы изо всех сил старались не вызывать значительного увеличения нагрузки на CPU или GPU. Некоторые из новых эффектов имеют немного более высокую стоимость производительности, но в целом мы считаем, что изменения очень хорошо сбалансированы или допускают разумные компромиссы в опциях игры для сохранения приемлемой производительности. Мы определенно не хотим терять игроков и фанатов, играющих в наши игры без новейшего оборудования, слишком сильно нажимая на визуальные эффекты. Нам не терпится представить вам больше улучшений и новых функций, так что держитесь за руль!

Новая система освещения, как и реализация поддержки FMOD для части SFX наших игр, все еще находится в процессе дальнейшей разработки. И впереди еще много работы. На данный момент мы чувствуем, что это уже более или менее в презентабельной форме, и вы можете испытать это, даже если решите попробовать его в открытой бета-версии прямо сейчас в Steam.

Так что, пожалуйста, если вы хотите помочь нам, наденьте свои любимые солнцезащитные очки и помогите нам поймать идеальный восход солнца! Нам не терпится прочитать ваши мысли и мнения о новой системе освещения. Большое спасибо!

Источник
5 0 Сохранить в закладках 624
Мнения читателей