что такое lod в игре
Level Of Detail (LOD).
Смысл LOD, вытекает из его названия. Это не что иное, как несколько вариантов одного объекта с различными степенями детализации, которые переключаются в зависимости от расстояния объекта до виртуальной камеры. Нет смысла обсчитывать сложнейший объект, если он будет виден на экране размером в два пиксела. Их применяют для того, чтобы уменьшить загрузку ресурсов компьютера, будь то рендеринг или реалтайм вывод на экран. Поэтому LOD’ы широко используются не только в кино/видео производстве, но и в компьютерных играх.
Существуют несколько различных путей создания LOD’ов. Одними из наиболее продвинутых способов является моделирование с помощью нурбсов или патчей безье. С помощью них легко варьировать разрешение обьекта, но это пока удел кинопроизводства с очень сложными формами.
В game-индустрии основой производства трехмерных объектов является полигональное моделирование. И здесь возникает задача быстрого и эффективного создания полигональных LOD’ов с сохраниением общей формы и, что особенно важно, текстурных координат. Кому охота каждый раз перенатягивать текстуры на каждый новый LOD?
Как их делать в MAX’е.
4-й MAX имеет встроенный модификатор Multires. Он схож по функциональности с Polychop’ом, но более продвинутый. В нем, кроме процентного отношения, уже можно задавать количество вершин.
Также Multires позволяет сваривать вершины(Vertex Merging), принадлежащие разным элементам обьекта, т.е. когда в сетке имеются разрывы. Polychop этого делать не умеет.
Неплохим средством в помощь гейм-моделеру является утилита Polygon Counter.
С ее помощью вы всегда будете знать сколько полигонов содержится в сцене или в выделенном обьекте.
Обычно для тестирования LOD’ы экспортируются в движок игры. Но для 3DSMAX’а существует полезный (слегка нами модифицированный) скрипт LOD_Tester (работает как в 3-й так и в 4-й версиях MAX’а). Он позволяет переключать LOD’ы непосредственно во вьюпорте. Это подходит для тех случаев, когда под рукой нет игрового движка.
СОДЕРЖАНИЕ
Историческая справка
Такая же структура среды теперь предлагается как способ управления различными деталями, что позволяет избежать ненужных вычислений, но при этом обеспечивает адекватное визуальное качество:
Однако важным моментом является то, что в сложной среде объем информации, представленной о различных объектах в окружающей среде, варьируется в зависимости от доли поля зрения, занятой этими объектами.
Хорошо известные подходы
Хотя представленный выше алгоритм охватывает весь спектр методов управления уровнем детализации, в реальных приложениях обычно используются специальные методы, адаптированные к отображаемой информации. В зависимости от требований ситуации используются два основных метода:
В обоих случаях LOD выбираются на основе некоторой эвристики, которая используется для оценки того, сколько деталей теряется из-за уменьшения детализации, например, путем оценки геометрической ошибки LOD относительно модели с полной детализацией. Затем объекты отображаются с минимальным количеством деталей, требуемым для выполнения эвристики, которая предназначена для минимизации геометрических деталей в максимально возможной степени, чтобы максимизировать производительность при сохранении приемлемого уровня визуального качества.
Подробная информация о дискретном уровне детализации
Алгоритмы DLOD часто используются в ресурсоемких приложениях с небольшими наборами данных, которые легко помещаются в памяти. Хотя можно использовать алгоритмы, не связанные с ядром, степень детализации информации не очень подходит для такого рода приложений. Этот тип алгоритма обычно легче запустить, поскольку он обеспечивает более высокую производительность и меньшую загрузку ЦП из-за небольшого количества операций.
Дискретный пример LOD
| Изображение |  |  |  |  |  |
|---|---|---|---|---|---|
| Вершины | 140 | ||||
| Примечания | Максимальная детализация для крупных планов. | Минимум деталей, очень далекие объекты. |
OpenGL используется для рендеринга из-за его высокой эффективности при управлении небольшими партиями, хранении каждой модели в списке отображения, что позволяет избежать накладных расходов на связь. Дополнительная вершинная нагрузка создается за счет применения двух направленных источников света, идеально расположенных бесконечно далеко.
В следующей таблице сравнивается производительность рендеринга с учетом LOD и метода полной информации ( грубой силы ).
| Грубый | DLOD | Сравнение | |
|---|---|---|---|
| Визуализированные изображения |  |  |  |
| Время рендеринга | 27,27 мс | 1,29 мс | 21 × уменьшение |
| Вершины сцены | 2 328 480 | 109 440 | 21 × уменьшение |
Иерархический LOD
Поскольку оборудование ориентировано на большое количество деталей, рендеринг низкополигональных объектов может иметь неоптимальную производительность. HLOD позволяет избежать этой проблемы, группируя различные объекты вместе. Это позволяет повысить эффективность, а также воспользоваться соображениями близости.
Практическое применение
Видеоигры
В популярной игре о строительстве городов Cities: Skylines моды позволяют изменять уровень детализации.
В ГИС и 3D моделировании городов
LOD встречается в ГИС и 3D моделях городов как аналогичная концепция. Он показывает, насколько тщательно были нанесены на карту особенности реального мира и насколько модель соответствует своему аналогу из реального мира. Помимо геометрической сложности, в LOD модели могут учитываться другие показатели, такие как пространственно-семантическая когерентность, разрешение текстуры и атрибуты. Стандартный CityGML содержит одну из самых известных категорий LOD.
Что такое lod в игре
Смысл LOD, вытекает из его названия. Это не что иное, как несколько вариантов одного объекта с различными степенями детализации, которые переключаются в зависимости от расстояния объекта до виртуальной камеры. Нет смысла обсчитывать сложнейший объект, если он будет виден на экране размером в два пиксела. Их применяют для того, чтобы уменьшить загрузку ресурсов компьютера, будь то рендеринг или реалтайм вывод на экран. Поэтому LOD’ы широко используются не только в кино/видео производстве, но и в компьютерных играх.
Существуют несколько различных путей создания LOD’ов. Одними из наиболее продвинутых способов является моделирование с помощью нурбсов или патчей безье. С помощью них легко варьировать разрешение обьекта, но это пока удел кинопроизводства с очень сложными формами.
В game-индустрии основой производства трехмерных объектов является полигональное моделирование. И здесь возникает задача быстрого и эффективного создания полигональных LOD’ов с сохраниением общей формы и, что особенно важно, текстурных координат. Кому охота каждый раз перенатягивать текстуры на каждый новый LOD?
При создании игр рекомендуется, чтобы каждый последующий LOD имел в среднем в 1,5 – 2 раза меньшее количество полигонов.
Как их делать в MAX’е.
3DSMax – пожалуй самый широкоиспользуемый пакет для создания игровой графики. Для 3-й версии MAX’а существует неплохой плагин polychop. Это модификатор, который позволяет уменьшать детализацию без потери текстурных координат. Просто задайте уровень детализации в процентах. Также важным параметром является сохранение неизменного положения выделенных вершин(lockdown selected verts). Для этого нужно просто выделить нужные вершины до применения модификатора.
4-й MAX имеет встроенный модификатор Multires. Он схож по функциональности с Polychop’ом, но более продвинутый. В нем, кроме процентного отношения, уже можно задавать количество вершин.
Также Multires позволяет сваривать вершины(Vertex Merging), принадлежащие разным элементам обьекта, т.е. когда в сетке имеются разрывы. Polychop этого делать не умеет.
Неплохим средством в помощь гейм-моделеру является утилита Polygon Counter.
С ее помощью вы всегда будете знать сколько полигонов содержится в сцене или в выделенном обьекте.
Обычно для тестирования LOD’ы экспортируются в движок игры. Но для 3DSMAX’а существует полезный (слегка нами модифицированный) скрипт LOD_Tester (работает как в 3-й так и в 4-й версиях MAX’а). Он позволяет переключать LOD’ы непосредственно во вьюпорте. Это подходит для тех случаев, когда под рукой нет игрового движка.
Здесь все просто. Обьекты заносятся в список LOD List, для них указываются зоны видимости. Затем нужно создать и активизировать камеру. И все, теперь с помощью ползунка Cam Dist вы можете тестировать свое творение. В случае неудачи жмите кнопку Usage – это пошаговое руководство использования данного скрипта.
Очередь просмотра
Очередь
Хотите сохраните это видео?
Пожаловаться на видео?
Выполните вход, чтобы сообщить о неприемлемом контенте.
Понравилось?
Не понравилось?
Согласитесь, компьютерная графика сейчас наверное одна из самых быстро развивающихся сфер. Насколько далеко шагнул прогресс (в том же геймдеве) за последние 20 лет. От угловатых моделей как, например, в Ларе Крофт, до полноценного проработанного и живого мира.
Тогда, на первых этапах развития графики текстуры то накладывать было трудозатратно. От них по возможности отказывались, а пропуски закрашивали цветом. Сейчас же появилось множество фишек, которые снижают нагрузку на железо игрока, оптимизируют и значительно увеличивают качество графики.
Ребят, хочу поделится одной фичей, про которую мало кто знает. Я приведу пример по игре Hitman 6, но ниженаписанное можно сделать и с любой другой игрой!
Для NVIDIA:
Показать полностью…
1) скачать программу Nvidia Inspector, установка не требуется.
2) Найти в списке игр Hitman Pro.
3) Выставить следующие настройки:
3 – Antialiasing
Antialiasing – Transparency Supersampling = AA_MODE_REPLAY_MODE_ALL
4 – Texture Filtering
Texture Filtering – LOD Bias (DX) = +3.0000
Texture Filtering – LOD Bias (OGL) = +3.0000
Texture Filtering – Negative LOD Bias = Allow
Чем выше значение LOD Bias (+3 макс) тем хуже текстуры.
Вот наглядные скриншоты:
Для AMD И ATI:
Я приведу пример на игре CS GO:
К слову, вы можете не ставить такое мыльцо, это уже в крайних случаях, вы можете поставить параметр 2 или 3, в них не так и замылена графика и не очень то и заметно ухудшение, но производительность все равно повышена.
«Разработка игр дорожает»
Предисловие
-В этой статье будет много технической информации, однако я постараюсь преподнести её максимально простым языком.
В начале лета многие передовые разработчики ААА игр заявили о том, что разработка игр дорожает а ценник на них не изменяется, поэтому давайте поднимем его.
1)Кто-то утверждал, что так индустрия сможет избавиться от надоедливых микротранзакций; 2)кто-то утверждал, что стандарты ААА проектов, как и аппетиты игроков растут, что требует больше человека-часов на разработку проектов, 3)кто-то ссылался на инфляцию. Что же, давайте разберёмся во всём по подробнее.
Транзакции
Давайте посмотрим на ближайшие релизы:
И мы видим повсеместные различные издания игр с заранее выпелиным контентом из цельного продукта. А о выпиливании лутбоксов из тех же спортивных симуляторов и различных игр-сервисов, никто и не думал. Я не хочу сказать что все игры пользуются такой стратегией монетизации, есть игры от студий калибром по меньше которые и не повышали цен на игры. Однако повышение цен никак не повлияло на наличие микротранзакций.
Про стандарты ААА проектов и технологии
Со временем, в гонке за потребителем ААА студии действительно пытаются сделать свой проект более масштабным и дорогим. Лучше графика, больше спец эффектов, больше срежиссированных синематиков, больше локации для игрового взаимодействия. И тут я бы не имел претензий если бы с развитием игр, никак не развивались бы и инструменты их разработки. Если раньше все делалось в ручную, и даже текстуры раньше ручками рисовали в фотошопе, то сегодня вы часто можете услышать такое слово как «процедурно-сгенерированный». Сейчас есть полно инструментов которые заметно упрощают работу художников, о которых я и хочу вам рассказать.
— Начнём с чего-нибудь по проще. Допустим нужно сделать игру в открытом мире, где полно всякой разнообразной растительности и на это потребуется очень много работы для проработки каждого деревца в каждом биоме, если бы не наше волшебное слово «процедурная генерация».
Сейчас на рынке есть такая великолепная утилита, как SpeedTree, которую уже используют многие студии. В ней можно создавать различную растительность в пару кликов, рандомизировать различные параметры, и выгружать уже готовые для игры модели деревьев, травы, лиан и прочей растительности. В которой учтена оптимизация, и поэтому в ней же можно создавать LODы для своих ассетов.
Как это работает? Вот бежим мы по локации и в упор подходим к нашему кролику что бы разглядеть его, и тогда движок нам выдаёт первого кролика на 69к треугольников. Отбегаем от него на небольшое расстояние, на котором мы уже не сможем различить мелкую детализацию, и вот уже движок выдаёт нам второго кролика на 2,5к треугольников и чем дальше мы отходим от нашего кролика, тем меньше на нём мы можем рассмотреть, а значит тем меньшую детализацию нам можно показывать и мы не заметим никакой разницы, а прирост FPS существенный.
-Но одних деревьев будет мало, нужен ещё и ландшафт. Что ж, и тут действует волшебство процедурной генерации. Есть множество инструментов в различных 3д пакетах и доступных движках, но давайте поговорим о специализированном софте. Перечислю только самые известные:
Если коротко, то эти программы позволяют генерировать фотореалистичные ландшафты. Да, у этих программ очень большой порог вхождения, но при должном умении, данные пакеты избавляют от очень большого количества ручной работы, что существенно ускоряет производство.
-Вот мы сделали наши биомы окружения и нам нужно наполнять локации уникальными для конкретного проекта архитектурными строениями и различными предметами. Казалось бы тут уже точно придётся всё делать самому с нуля. Но вот пришли Quixel megaskan и собрали огромнейшую библиотеку отсканированных материалов и ассетов.
Пожалуйста, вот тебе фотореалистичные материалы, которыми ты можешь красить своё окружение, и вот тебе достаточно большая библиотека фотореалистичных ассетов различных предметов окружения. Да для игровых проектов ещё нужно будет их оптимизировать, но всё это уже сильно упрощает работу художника.
-Вот мы нарисовали наше окружение, теперь нам нужны различные персонажи, за которых будем играть и с которыми будем взаимодействовать. Я сейчас не буду углубляться в дебри скульптинга персонаже, там хоть и появляются каждый год невероятные инструменты, они все ещё требуют ручную работу, но вот инструменты для облегчения работы, индустрия всё же представляет.
Представляю вашему вниманию утилиту Metahuman, в которой можно собирать персонажей, как в каком-нибудь редакторе персонажей из ММО, только гораздо более углубленном. С настроенным ригом, текстурами, и LODами, ок которых мы говорили выше. Может на каких-то проектах этого инструментария будет мало для главного персонажа, но вот собрать рядовых НПЦ, вполне возможно, причём с гораздо большим разнообразием чем в играх в которых всё делалось в ручную, где ты встречал одних и тех же прохожих из раза в раз.
Вот мы сделали персонажей, теперь нам их надо одеть. Можно в ручную рисовать одежду, что иногда даже легче чем как-то иначе, однако есть инструмент с названием Marvelous designer, который позволяет по выкройкам собрать нужный костюм, а при помощи инструментов симуляции физики реалистично помять его не обводя ручками каждую складочку.
Да, после Marvelous designer нужно ещё много работы, что бы добавить костюм в игру, однако он уже сэкономил тебе уйму времени, а симуляция физики хорошо работает не только с одеждой, но и с любыми тканями в принципе, будь то шторы, скатерти и прочие ассеты из ткани.
Также нельзя забывать о программах для анимации, например программа Cascadeur от отечественной студии Nekki.
Удивительная программа, с кучей инструментов, при помощи которых художник выставляет примерную анимаци, а Cascadeur додумывает её за художника, а художнику остаётся поправлять программу.
Нейросети в принципе сильно облегчают разработку, о чём уже подробно рассказал Алексей Макаренков в своём видео, очень интересно, советую посмотреть.
Тут можно и в 3D вьюпорте, и в 2D текстуре порисовать. И множество волшебных процедурных решений, значительно упрощающих жизнь и буквально рисующих за тебя.
А вот эта пугающая своим интерфейсом программа, хоть и сложна в освоении, предоставляет огромнейший инструментарий для создания процедурных тайловых текстур.
Можно ещё коротко затронуть фитчи, которые появятся в скором будущем. Наверное уже нет людей, интересующихся играми, которые не слышали про килер-фитчи Unreal engine 5. Я сейчас хочу рассказать о Nanite и Lumen.
-Nanite
Потрясающая система, которая работает как система уже известных нам LODов, только делает она всё автоматически. Художнику не нужно рисовать отдельные уровни детализации, а просто загрузить объект в движок, а остальное программа сделает всё сама, и будет уменьшать или увеличивать детализацию объектов в зависимости от расстояния камеры от этих объектов. Что позволяет, как и обещали Epic games, на своих презентациях, строить сцены из запредельного количества полигонов.
Хочу предположить на сколько легче станет жить с данной технологией. Если ограничения по количеству полигонов в сцене сильно размывается, то можно оставлять честную геометрию, а не фэйкать её картами нормалей.
Для получения таких карт, мы честно прорисовываем все выпуклости, впадины, сколы и прочую мелкую детализацию, а потом грубо говоря фотографируем и переносим на плоскость такого же объекта только без детализации, что существенно позволяет сократить количество полигонов, не сильно теряя в качестве картинки. Но если с технологиями Nanite мы не сильно смотрим на количество полигонов, значит огромный пласт по рисованию карт нормалей можно просто игнорировать, а качество картинки станет только лучше.
Для тех кто не знаком с разработкой, объясню. В программе можно просчитать реалистичный свет, как в жизни с переотражением от объектов, что даёт нам мягкие тени и полутени, но если дать такую задачу программе, то 1 кадр будет просчитываться несколько часов, а чтобы играть в игры нам нужно как минимум 30 кадров в секунду. Поэтому для того чтобы и тени были красивыми и играть можно было, эти самые тени запекают в текстуры ( или если по проще, рисуют их на объектах), что вызывает ряд ограничений. Так если мы нарисуем красивую тень от объекта, то при перемещении этого объекта, тень останется на месте.
Поэтому у нас получаются 2 крайности, либо объект может двигаться, но тень у него максимально грубая, не имеющая полутонов, либо тень красивая, фотореалистичная, но объект всегда должен оставаться на месте. И данную проблему вызвался решить Ray tracing. Однако для него нужны специальные видеокарты, и он очень ресурсозатратный. И тут Unreal Engine 5 предоставляет Lumen, который делает почти всё тоже самое, но не так привередлив к железу, и кушает меньше FPS. А самое главное в нашей теме, что эта технология значительно сокращает количество работы для художников уровней.
Это ещё не все технологии значительно упрощающие разработку. Главное что они позволяют делать даже одному человеку больше, чем раньше делали целыми командами. Что доказывает проект, который в своё время навёл много шума.
Инфляция
Я не силён в экономике, однако было бы глупо отрицать существование инфляции. Валюта обесценивается и действительно условные 2000 рублей раньше стоили гораздо больше чем 2000 стоят сейчас. Но когда разработчики говорят о всех удорожаниях разработки, почему-то никто не говорит о том что сам рынок видео игр стал гораздо больше. Продавать информацию, не тоже самое что продавать материальные предметы. От увеличения количества проданных копий расходы на сырьё не увеличиваются. Если конечно не брать в расчёт физические носители. Но у тут никто из разработчиков не приводит статистику, о том на сколько часто покупали диски раньше и покупают сейчас. И не трубят о том как пытаются бороться со вторичным рынком, выпуская версии консолей без дисковода со значительно меньшим ценником в отличии от версии с дисководом.
Всё это очень сложная тема, и трудно говорить о подорожании разработки, не имея всех цифр на руках, однако очень удобно говорить о том что подорожало, не говоря о том что подешевело.