Изнанка разработки: Улучшенная система материалов

В патче 1.60 мы внедрили улучшенную систему материалов для избранных тягачей в Euro Truck Simulator 2 и American Truck Simulator. А сегодня мы предлагаем вам заглянуть за кулисы и узнать, как создавалась эта технология!

Главными создателями этой фичи стали наши коллеги Даниэль и Мартин. Они занимались и продолжают заниматься внедрением новой системы для грузовиков в обеих играх, а также для автомобилей в грядущем проекте Road Trip для American Truck Simulator.

«Я работаю в SCS Software уже более тринадцати лет. Начинал как универсальный 3D-моделлер, затем трудился в должности художника по транспортным средствам и тимлида соответствующего отдела. Сейчас я занимаю позицию технического директора по технической части машин.

Моя работа служит связующим звеном между визуальной и технической составляющими разработки. Я взаимодействую с программистами, чтобы интегрировать транспортные особенности в игровой движок, а также помогаю художникам выстраивать эффективные рабочие процессы. Кроме того, я проектирую новые инструменты и технические усовершенствования.

Моей задачей в рамках работы над обновленной системой материалов было выявление проблемы, поиск путей ее решения и совместная с кодерами реализация в движке. Затем нам требовалось наладить практический пайплайн для команды художников, чтобы нововведение можно было единообразно применять к остальному транспорту. Программисты создали необходимую поддержку в движке и шейдерах, после чего графические дизайнеры адаптировали и доработали материалы для конкретных грузовиков».

«Я тружусь старшим 3D-дизайнером с уклоном в транспорт и одновременно исполнял обязанности руководителя контентного отдела на проекте Road Trip. Я участвовал в отборе машин и их конкретных модификаций, занимался сбором референсов и препродакшеном, давал экспертные консультации, а впоследствии создавал сами модели. Также я помогал Дэну дорабатывать изменения в системе материалов.

Автомобили — моя давняя страсть, особенно спорткары и классика американского автопрома. Благодаря этому я смог применить личный опыт и знания американской автомобильной культуры, истории и особенностей проектирования отдельных моделей.

Моей ключевой задачей стал Ford Mustang 1967 года и всё, что связано с его визуальным воплощением. Я участвовал в выборе конкретной машины и ее версии, сборе справочных материалов, консультировал при сканировании данных, а также моделировал геометрию и текстуры.

В процессе разработки новой материальной базы я настраивал и полировал поверхности Мустанга. Вместе с Дэном мы использовали этот автомобиль, чтобы протестировать поведение технического решения на практике и найти наиболее достоверные параметры».

С чего всё началось?

«Разработка стартовала во время работы над проектом Road Trip. Салоны легковушек гораздо компактнее и темнее кабинетов грузовиков, поэтому изъяны старого движка там бросались в глаза гораздо сильнее.

Помимо прямого света, прежняя система не умела просчитывать внутри салонов так называемое непрямое или отраженное освещение (GI). В реальном мире львиная доля визуального восприятия строится именно на нем, но наша игра изначально под это не затачивалась. Мы понимали, что ситуацию необходимо кардинально менять.

Второй сложностью было обилие разнородных фактур в интерьерах грузовиков: ткани, кожи, пластика, лакированных панелей, металла и стекла. Старый метод рендерил их крайне неточно, особенно в условиях рассеянного света — всё выглядело удручающе плоским.

Road Trip предоставил нам отличную изолированную песочницу для тестов. Тем не менее с самого начала мы проектировали систему с расчетом на то, чтобы в дальнейшем перенести ее и на тягачи», — делится Даниэль.

Что предшествовало этапу непосредственного внедрения?

«Нам требовалось досконально изучить реальные машины и примененные в их отделке материалы посредством глубокого исследования. Я штудировал журналы, снимки, уцелевшую документацию и различные комплектации. Во время сбора материалов нам посчастливилось вживую осмотреть автомобиль, пообщаться с владельцем и задокументировать каждую деталь конструкции и внешнего вида.

Было недостаточно просто констатировать, что перед нами пластик, кожа или железо. Приходилось анализировать текстуру поверхности, степень глянца, характер отражения света, следы износа, точный оттенок краски и различия между деталями. Эта база позволила нам впоследствии сверять игровые материалы с реальными аналогами», — рассказывает Мартин.

«Нам также предстояло выбрать вектор развития. Ключевым условием оставалось сохранение производительности, поэтому мы искали подходы, не требующие тяжелых вычислительных нагрузок и позволяющие добиться впечатляющего качества малой кровью. Уверен, нам удалось добиться заметного визуального скачка без просадки FPS», — говорит Даниэль.

Как выглядел процесс интеграции нового решения в игру?

«Мы переписали логику загрузки и обработки отражающих текстур в движке. Отражающая текстура — это по сути куб, каждая грань которого проецирует отражение под определенным углом к игроку. Такой метод в разы эффективнее просчета честных лучей (ray tracing). Мы внесли правки в код для прямого доступа к мипмапам. Мипмап — это уменьшенная копия изображения, которая обычно задействуется на удаленных объектах для борьбы с лестничным эффектом. В нашем же случае пониженное разрешение автоматически дает более мягкое отражение. Это идеально подошло для поверхностей, у которых глянец не стопроцентный, а более шероховатый, из-за чего свет рассеивается иначе.

Таким макаром мы получили разные уровни мягкости отражений: от зеркального хрома до мягких бликов на кожаных сиденьях и почти матовых тканевых поверхностей, где грань отражающего куба уж совсем крошечная (2х2 пикселя). По сути, это заменяет карту иррадиации (Irradiance map), проецируя окружающую цветовую гамму на материал. Поскольку игра и так генерирует мипмапы, эта оптимизация почти ничего не стоит в плане ресурсов — именно поэтому мы сделали выбор в пользу данного метода.

Параллельно мы пересчитали контрастность и освещение во всем проекте, чтобы избавиться от паразитных темных зон и прийти к более правдопочтительному свету.

Раньше отражения использовались лишь для металлов и суперглянца. Теперь же отражающая текстура присвоена каждому материалу в салоне, но они различаются интенсивностью и степенью размытости. Это заставляет даже матовые пластики улавливать окружение и цвет, особенно в тенях. Водители наверняка заметят, что интерьер отныне реагирует на внешний мир: проезжая мимо зелени, салон у окон приобретает легкий зеленоватый оттенок. Картинка стала куда живее без затратных вычислений глобального освещения (GI).

Когда технология была готова, мы занялись перенастройкой всех поверхностей под новые стандарты. Поскольку у каждого материала появилась отражающая составляющая, пришлось перебалансировать их параметры, а также скорректировать цвет и спекулярные свойства старых текстур до выведенных нами эталонных значений.

Финальным штрихом стало создание единой библиотеки материалов, чтобы не настраивать каждую детальку вручную для каждого нового грузовика», — поясняет Даниэль.

С какими главными трудностями вы столкнулись?

«Главной сложностью оказалась неоднородность парка машин. Тягачи создавались в разное время, с использованием разных исходников, текстур и шейдеров. Универсальной кнопки автоконвертации не существует: каждый готовый интерьер уникален и требует персонального подхода», — рассказывает Даниэль.

«Кроме того, свойства материалов взаимосвязаны. Правка шероховатости улучшает одну поверхность, но может испортить ее поведение при смене освещения. То, что отлично выглядит днем, может слепить ночью или неестественно смотреться в сумраке салона. Приходилось постоянно балансировать на грань между реализмом, читаемостью и стабильностью. Цель состояла не в том, чтобы сделать всё ярче или глянцевее, а в том, чтобы честно передать разницу между фактурами.

Многие вещи мы переделывали по несколько раз. Зато на выходе мы получили не просто материалы для одной тачки, а колоссальный опыт и регламент, которые облегчат работу над будущим транспортом.

Процесс не был линейным. Нельзя было просто забить параметры по табличке — многие значения мы вычисляли экспериментально, тестируя их прямо в игре вместе с Дэном», — добавляет Мартин.

Как вам удалось улучшить графику и не уронить производительность?

«Наша аудитория играет на самых разных ПК. Мы не могли позволить себе фичу, которая обрушит кадры или сделает игру недоступной для части игроков. Именно поэтому система не опирается на тяжелые симуляции света, а расширяет текущий пайплайн рендеринга, эффективнее используя уже имеющиеся ресурсы.

Мы непрерывно мониторили производительность. Задача заключалась в том, чтобы выжать максимум графических дивидендов при минимальном давлении на видеопамять и процессор. Более того, система адаптируется под средние и низкие настройки: в таком режиме честные отражения отключаются, теряется часть эффектов вроде окрашивания окружением, но сами материалы сохраняют реалистичность и отличимость друг от друга», — уверяет Даниэль.

На данный момент мы внедрили обновленную систему для четырех грузовиков в ETS2 и ATS. Вместо того чтобы заставлять сообщество ждать тотального обновления всего парка, мы будем накатывать улучшения постепенно — так вы сможете наслаждаться апгрейдом уже готовых машин, пока мы доделываем остальные. Как поясняет Даниэль:

«Каждый тягач требует тонкой подгонки, визуального контроля и проверок во всех погодных условиях: днем, ночью, в дождь и облачность. Обновить весь автопарк разом физически невозможно. Эта первая небольшая партия позволит нам отладить производственный цикл, удержать планку качества и собрать отзывы игроков».

Надеемся, вам было интересно заглянуть за кулисы создания нашей новой материальной системы. Обязательно добавьте Ford Car Pack и RAM & Dodge Car Pack в свой список желаемого в Steam, чтобы оценить эти технологии на легковых авто сразу после релиза.

Не забудьте подписаться на наши страницы в X/Twitter, Instagram, Facebook, Bluesky, TikTok и наш канал на YouTube, чтобы первыми получать свежие новости! Или оформите подписку на рассылку. До скорой встречи, ровных дорог!

Источник