Assassin's Creed III: технология позади (или под) действия

1. реализация
2. Шкала Бофорта
3. Корабельная физика

Кредо Убийцы III (ACIII) следует истории и пути Десмонда Майлза, когда он снова использует Анимуса, чтобы вновь пережить воспоминания своих предков-ассасинов, сражаясь с тамплиерами-рыцарями. В ACIII приключение впервые распространяется на океан, неспособный даже плавать в первом Ubisoft Assassin's Creed, теперь игрок может справиться с целыми морскими сражениями. Но работа по созданию плавной «сцены», на которой разворачивается действие игры, была нелегкой задачей.

Жорж Торрес, старший технический директор ACIII, объяснил, что, учитывая долю времени цикла, которое им разрешено, его команда может выполнять рендеринг со скоростью 200 кадров в секунду, если в кадре была только вода. В художественных фильмах всего десять лет назад рендеринг океанов был достаточной причиной для поиска Оскара. Сегодня команда Ubisoft должна визуализировать сложные океаны в реальном времени, в интерактивном режиме. На самом деле, Торрес говорит, что им нужно визуализировать воду - корабли и игровые действия - намного быстрее, чем в реальном времени, чтобы новый движок рендеринга AnvilNext мог обрабатывать персонажей, их корабли и паруса.

В начале игры, фактически до того, как названия игр ACIII появятся на экране, мы, геймеры, отправляемся в море, путешествуя по Америке, но особенно впечатляют поздние морские сражения. Несколько кораблей едут на диких волнах, а при стрельбе из канонического огня в воду осыпаются осколки фрагментированных кораблей, что также отражает глубину воды, условия неба, пробуждения кораблей и формирование разбивающихся судов. Ничего подобного никогда не пытались сделать в Assassin's Creed, и чтобы добиться цели, должна была быть внедрена целая новая система водоснабжения как часть нового игрового движка. Игровой процесс не только свежий, но и различные погодные условия от спокойных прибрежных портов до диких штормов в океане просто прекрасно выглядят. AnvilNext обеспечивает - или обманывает - преломление, подповерхностное рассеяние, частицы, плавучесть, штормовые условия и сложные атмосферные явления. Мир ACIII просто потрясающий. Все это приводит к некоторому действительно захватывающему и необычному игровому процессу, корабли нужно маневрировать, чтобы стрелять, мачты рушатся, поскольку каноны обстреливают нашего героя, который может совершать набеги на другие корабли, подниматься на такелаж и, конечно, делать то, что он делает лучше всего, незаметно вступить в военное присутствие ... и сражаться.

В июле 2008 года Ubisoft приобрела Hybride Technologies, vfx-студию в Монреале, известную своим опытом создания VFX для кино, телевидения и рекламы. Основанная 15 лет назад, в Hybride работают 100 человек. Многие фильмы студии включают « Аватар», «300», «Город грехов» Фрэнка Миллера и сериал « Дети шпионов ».

ACIII - это бренд Triple A для Ubisoft. Нет сомнений в том, что компания, расположенная по всему миру, действительно продвинула консольные технологии сильнее, чем когда-либо прежде. Несмотря на то, что между версиями консоли, возможно, прошло больше времени, чем хотелось бы, в результате технические команды смогли выжать удивительные подвиги, действительно активно продвигая современные технологии, что происходит только с опытом.

Ubisoft - одна из самых успешных игровых компаний в мире. Команда Ubisoft ACIII имеет реальную силу в окружении и балансирует искусство, дизайн и архитектуру - особенно в этой франшизе, которая совершает набег на реальную историю, чтобы установить историю в исторически точных местах и ​​ситуациях. Эта глава истории происходит в 18 веке. ACIII в настоящее время является самой большой франшизой в Ubisoft, поэтому ставки были очень высоки.

Концептуальное искусство

Игра была построена в течение нескольких лет, основываясь на ранних концепциях и исторически точных исследованиях. Поскольку битва за колонию была в равной степени битвой за контроль над восточным побережьем, появилась возможность предпринять действия в море. Доски раннего настроения показали необычайную задачу впереди, захватывая жестокую морскую битву полностью в интерактивном режиме. Ранние рендеры концепт-арта были взяты, а затем нарисованы цифровым способом, чтобы действительно проиллюстрировать детали и реквизиты, которые понадобятся. Самым сложным среди них всегда была сама вода и ее освещение. С другой стороны, если бы команда смогла в реальном времени освоить все анимации жидкостей и эффектов - освещенные мастерством команды освещения ACIII, - это добавило бы огромную производственную ценность.

Ubisoft была основана в Карентуаре, недалеко от Бретани, на северо-западе Франции, в 1986 году. Она имеет 25 студий в 17 странах и дочерние компании в 26 странах. Название «Ubi» происходит от аббревиатуры Union of Bretons Indépendants (Независимый Бретонский Союз).

Имитацией воды занимался сингапурский офис Ubisoft, который работал совместно с канадскими командами в Монреале и Квебеке. Ubisoft является третьим по величине независимым издателем игр в Европе и третьим по величине в США. Крупнейшая студия развития компании - Ubisoft Montreal в Канаде, в которой в настоящее время работают около 2100 человек.

реализация

Жорж Торрес возглавил команду, занимающуюся симуляцией океана для сражений в пупке, с ключевыми сотрудниками, такими как Эндрю Эллем для визуализации океана и взаимодействия с водой, Дани Сусило по физике лодки и многие другие, такие как художники FX Ульф Даль и Виргиния Романовска, или технические художники Вишанг Шах, Ян Гэн и Крис Кирк Патрик.

Моделирование океана требовало, чтобы волны соответствовали 3 ключевым критериям. Они должны были быть:

• реалистический
• масштабируемый
• в режиме реального времени

Чтобы решить эту проблему, команде потребовались новые технологии в симуляции океана, новый игровой процесс, основанный на физике кораблей, и у них не было ссылок на их текущий игровой движок. Команда усердно работала с новым движком AnvilNext. Новый движок игры предоставляет улучшенные визуальные эффекты, модели персонажей и ИИ, улучшенную воду, а также другие важные улучшения, такие как большое количество людей на полях сражений (в десять раз больше, чем до 2000 агентов). В статье, опубликованной в CVG UK в марте, Ubisoft заявила, что стремится заставить Assassin's Creed III «выглядеть следующим поколением» на консолях текущего поколения, используя новый движок AnvilNext.

ACIII устанавливает восточное побережье Соединенных Штатов в качестве игровой зоны с миссиями, побочными квестами и охотой с участием сокровищ капитана Кидда. Как и Коннор, можно управлять капитаном корабля «Аквила», с помощью которого игрок может участвовать в военно-морских кампаниях - все очень интерактивно. Управление судном в значительной степени зависит от таких факторов окружающей среды, как направление и скорость ветра, местное присутствие штормов, сильные волны, условия воды и камни.

Актуальная справка Национальной службы погоды

Поскольку океан используется так широко, его нужно было легко масштабировать от полного спокойствия до полного шторма. Чтобы обеспечить разумный контроль художника, команда имитировала и подбирала шкалу Бофорта. Эта установленная диаграмма ветра и шторма в соответствии с Национальной метеорологической службой начинается с 0 - Спокойствие - «где дым поднимается вертикально», чтобы сказать уровень 6 - Сильный ветер, ветер 22-27 узлов: «Формирование более крупных волн - повсюду белые колпачки» - 12: это полный ураган, ветер более 63 узлов, волны «16+ м (52+ футов)» и «насильственные разрушения», и именно так команда Ubisoft создала волновую систему ACIII. Дизайнеры уровней могли набрать погоду, и все высоты волн, формы, брызги и разрушения будут следовать. Высота волны и изменчивость полностью контролируются художником. Единственным серьезным отрывом от реальности является то, что направление ветра не влияло непосредственно на волны, так как направление ветра необходимо было контролировать в игровом дизайне.

Шкала Бофорта

Волны представляли собой комбинацию слоев, таких как пена, карта нормалей, узоры волн низкой и высокой частоты, прозрачность и цветовая информация. Как уже упоминалось выше, разработчики построили шкалу от 0 до 12, которая описывает волны и условия ветра. Для каждого уровня, как и для реальной Национальной службы погоды, Ubisoft Singapore определил набор настроек волн:

- масштаб поверхности
- шкала высоты
- изменчивость
- разложение пены

Например, с пеной они задали ряд ключевых значений и ищут 0, 3, 7, 12, и если разработчик игрового уровня хотел что-то среднее между ними, движок может интерполировать:

Для создания волн использовалась статистическая модель, основанная на преобразовании Фурье, основанная на работе Джерри Тессендорфа (моделирование воды в океане). Команда предварительно вычислила два набора смещений волн и циклических волн. Они были сохранены как текстуры RGB. Текстуры воды проецировались из положения камеры, поэтому удаленные волны меньше, а ближе - больше. Результирующие волны являются входными данными для буферов вершин.

Представление пространства экрана представляет собой сетку, спроецированную на плоскую плоскость. Каждая вершина сетки перемещается с помощью текстур смещения «мы получаем лучшее распределение деталей от ближнего к дальнему расстоянию, а наложение псевдонимов контролируется отсоединением сеточного проектора от камеры», объясняет Торрес.

Уровни пены волн предварительно рассчитываются для каждого кадра в краевой части волн. По сути, решение представляет собой сочетание предварительной обработки и реального времени с некоторыми временными аспектами, такими как скорость диспергирования пены, которая обрабатывается в реальном времени.

Эта проекция также решает проблему руководства игровым процессом. При взаимодействии в бою - красная полоса накладывается на воду как часть выравнивания и стрельбы на конкурирующем корабле. Это достигается путем эффективного вытягивания одной частицы в проецируемом пространстве из камеры, которая производит линию, когда они пересекаются с водой похож на красное наложение на волнах.

Команде также понадобились дополнительные вещи, когда вода приблизилась к земле. Вода ближе к суше сильно отличается от глубокого океана.

Береговая пена: например, существует необходимость в «плотности прибрежной пены» или аэрации воды в пене, которая происходит вокруг камней на краю воды. Это был скорее автономный процесс, который строился путем регулярной выборки топологии ландшафта, а затем для решения проблемы использовалось решение для формы с конусообразными коническими результатами.

Автономный процесс состоял из выборки топологии ландшафта с регулярным интервалом вдоль игровых карт.
Разрешение, как правило, составляет 512 × 512 для карт 4 км x 4 км, что дает точность приблизительно 8 метров.
Кроме того, 2d карты используются для отображения высоты местности над и под водой. Команда применила серию изображений размытия Гаусса и шума Перлина, чтобы увеличить уровень пены. Это создает исчезновение пены вдоль побережья.

Поскольку пена имеет белый цвет, в каждом из каналов R, G и B были размещены три карты серой шкалы, а затем цветовая шкала будет определять сочетание между тремя картами, разреженной и средней картами пены. Чтобы смодулировать пену, артисту нужно только покрасить рампу.

Например:

• При значении 0,1 вдоль цветовой шкалы было бы немного «грубой» пены красной карты, не много зеленой пены, «редкой» пены мало синей «средней пены»… по сравнению с
• На уровне 0,8 по тому же цветному пандусу он даст всю «грубую» пену красной карты, всю «редкую» пену зеленой карты и, скажем, половину синей «средней пены»

Прозрачность: мелкая вода частично прозрачна, а также светлее. Вода была тонирована и изменялась в непрозрачности на основе текстурированной рампы (в RGB). Непрозрачность контролировалась аналогичной рампой, поэтому две рампы покрывали весь необходимый контроль. Это в основном использовалось в зависимости от расстояния до берега, но оно также использовалось для имитации подповерхностного рассеяния (SSS) даже в глубокой воде.

У Океанской Воды обычно есть некоторое SSS, но предоставление этого было бы чрезвычайно дорого. Чтобы обеспечить эффект, команда использовала простой тест SSS, основанный на положении просмотра, положении солнца и наклоне поверхности, тогда это будет варьировать локализованную «неглубокость» или оттенок / непрозрачность. Удивительно, насколько эффективно подделать SSS, просто сделав нижнюю сторону обратно освещенных волн «менее мелкой» (оттенок / прозрачный).

Глубина: когда вода становится мелкой, она меняет цвет и в какой-то момент позволяет взгляду увидеть дно моря ниже. Чтобы смоделировать это, команда разработала два типа уровня детализации шейдера воды (LOD).

«Мы используем два шейдера с разным прозрачным LOD 0 - полный шейдер с преломлением был дорогостоящим и использовался только на мелкой воде», - пояснил Торрес. LOD 1 или непрозрачная версия представляла собой упрощенную воду без преломления и прозрачности. Он был дешевле и идеален для более глубоких вод, где обычно происходили морские сражения и циклы времени выполнения были наиболее сложными.

Чтобы решить переход от мелкой воды к глубокой воде без заметного всплеска, команда производила воду патчами - каждый патч был либо LOD 0, либо LOD1. Затем происходит переход между непрозрачностью. 400м - это грубое расстояние, на котором ЖК-дисплей смешивается с LOD 1.

В конце вода была оказана с:

• Размытый
• зеркальный
• Карта нормалей
• отражение
• Глубина и оттенок
• Рефракция и «ССС»
• Комплексная пена

Отражения (включая небо) Финал: Deep, Translucency, SSS, Tint and Foam

Корабельная физика

Команда Ubisoft также должна была решить проблему взаимодействия кораблей с водой в реальном времени и решения таких вопросов, как сопротивление, плавучесть и водоизмещение.

На борту корабля паруса можно рифлять или устанавливать полностью, обеспечивая большую скорость, но уменьшая маневренность. Чтобы определить правильное взаимодействие, корабли должны были подпрыгивать и прорываться сквозь волны, отражая плавучесть и иммерсионное смещение. Корабль, разбивающийся о волну, толкает волну вниз, а не просто пересекает ее. Волна «изгибается» вокруг лодки, когда корпус прорезает воду - она ​​одновременно толкает воду вниз и отталкивает движение судна, когда оно вытесняет воду. Разница замечательная и полностью меняет реализм последовательностей.

Полное детальное обнаружение столкновений с динамикой жидкости и взаимодействиями твердого тела было бы невозможно в режиме реального времени, но оно эффективно имитируется с помощью использования нескольких секционированных блоков или «сфер плавучести». В зависимости от размера корабля, количество таких перегородок варьируется, но, например, в одном сражении было четыре таких огромных сферы, расположенных в теоретическом трехмерном пространстве вдоль каждой стороны кораблей, которые могли бы затем сообщить, что высота кораблей в воде и что волн. Важно, чтобы с каждой стороны были отдельные сферы, позволяющие производить крен и раскачивание, которые могут иметь боковые волны на корабле. «Это компромисс между реальной физикой и потребностями в реальном времени, плавание лодки эффективно определяется кучей гигантских плавучих сфер», - говорит Торрес.

Кроме того, были глубинные «стержни» или зонды, которые выровняли канюлю. Они бы почувствовали, как далеко вверх по течению поднимались волны, и вызвали изгиб волн и брызг. Та же самая техника использовалась для того, чтобы разбить части кораблей, взорванных, скажем, пушкой. Единственное отличие состоит в том, что на кораблях будет ряд стержней / зондов глубины, в то время как у летящего куска дерева, паруса или экипажа, попадающего в воду, будет только один индикатор, и он запускает эффект «всплеска» воды (или спрей и пену) для продать обломки, попадающие в воду.

Другим аспектом любого корабля, движущегося через воду, является сопротивление жидкости. Сопротивление корабля - это сочетание площади, коэффициента сопротивления и скорости корабля. Коэффициент аэродинамического сопротивления упрощается, если принять во внимание только угол между скоростью и нормалью поверхности. Чтобы смоделировать это, есть ряд точек выборки вдоль корпуса корабля, каждая из которых создает силы сопротивления и толкания. Эти выборочные точки затем интерполируются, и на ход корабля влияют соответственно. Побочным продуктом любого поступательного движения является также взаимодействие воды в кормовом следе. В ACIII маршрут лодки «должен быть дешевым», говорит Торрес, намекая на очень сложные решения, которые были использованы для решения этой, казалось бы, простой проблемы. Команда Ubisoft решила это, открыв форму океана, используя форму частиц уровня. Это приводит к следующему следу, который затем можно смягчить с помощью сустейна, распада и плотности, чтобы получить очень быстрое и работоспособное решение.

Атаки ведутся канонным огнем, с широкими бортами и поворотными пушками. Другие суда также могут быть утрамбованы и заколочены. Аквила может быть улучшена с помощью большего количества канонов, других вооружений, в том числе цепного выстрела, выстрела, горячего выстрела, усиления корпуса и военно-морского барана. Чтобы соответствовать этому, корабли должны реагировать и плавать на волнах, указывать скорость на расстоянии, а при приближении к берегу вода должна указывать глубину и близость к суше.

Конечным результатом является потрясающе интерактивный мир для исследования ... в море. Вся игра проталкивает технологическую оболочку, но море и океаны делают такое драматическое продолжение мира Assassin's Creed, и такое визуально впечатляющее.

Ubisoft Singapore нанимает и всегда ищет талантливых художников, но стоит отметить, что такая великолепная игра, как Assasin's Creed III, представляет собой сочетание огромного разнообразия художников и игровых дизайнеров. Как отмечает сам Торрес, отличная работа, такая как морские сражения, включает в себя отличный игровой дизайн, аудио, анимацию, моделирование, текстурирование, дизайн уровней, художественное руководство, исследования, освещение и многое другое.

Похожие