Изнанка: Усовершенствованная система материалов

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

Главными создателями этой инновации стали наши коллеги Даниэль и Мартин. Они занимались и продолжают заниматься интеграцией этой системы для грузовиков в обеих играх, а также для легковых машин в грядущем проекте Road Trip для American Truck Simulator.

«Я работаю в SCS Software уже более тринадцати лет. Начинал как универсальный 3D-специалист, затем был художником по трехмерным моделям машин и руководителем транспортного отдела. Сегодня моя должность называется «технический руководитель транспортного направления».

Моя работа служит связующим звеном между художественной и технической сторонами разработки. Я взаимодействую с программистами для переноса автомобильных фич в игровой движок, а также помогаю художникам выстраивать эффективные рабочие процессы. Кроме того, я проектирую новые инструменты и технические улучшения.

Моей задачей в рамках проекта по улучшению 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 систему можно было без проблем применять к остальным машинам. Программисты написали всю необходимую поддержку в движке и шейдерах, после чего дизайнеры занялись конвертацией и тонкой настройкой материалов для конкретных тягачей».

«Я тружусь старшим 3D-художником с уклоном в транспорт. Также я выполнял обязанности руководителя контентного отдела в проекте Road Trip. Я участвовал в отборе автомобилей и их модификаций, занимался сбором информации и препродакшеном, давал экспертные консультации, а впоследствии создавал сами модели. Помимо этого, я помогал Дану дорабатывать изменения в системе материалов.

Машины — моя давняя страсть, особенно спорткары и классика, преимущественно американская. Благодаря этому я смог применить личный опыт и глубокое понимание американской автокультуры, ее истории и технической эволюции конкретных моделей.

Моей ключевой задачей был Ford Mustang 1967 года и всё, что связано с его визуальным воплощением. Я отбирал конкретную версию машины, занимался поиском референсов, консультировал во время сканирования и непосредственно создавал саму модель и материалы.

В процессе разработки новой системы материалов я настраивал поверхности Мустанга. Вместе с Даном мы использовали этот автомобиль, чтобы протестировать поведение новой технологии на практике и найти показатели, обеспечивающие наиболее достоверную картинку».

Как всё началось?

«Разработка стартовала в период работы над Road Trip. Интерьеры легковушек гораздо компактнее и темнее грузовых, поэтому изъяны старой системы в них бросались в глаза сильнее.

Помимо прямого освещения, старая система никак не умела обрабатывать свет внутри салона. В реальности львиная доля визуального восприятия строится на так называемом непрямом, или отраженном свете (глобальном освещении). Однако движок игры вообще не был рассчитан на подобное. Мы понимали, что это необходимо менять.

Вторая проблема заключалась в обилии разнообразных текстур в кабинах траков: ткани, кожи, пластика, лакированных панелей, металла и стекла. Старый движок не справлялся с их правдоподобным отображением, особенно в условиях непрямого света — всё казалось неестественно плоским.

Проект Road Trip предоставил нам отличную изолированную песочницу для тестов. Тем не менее, с самого начала мы проектировали технологию с расчетом на то, что она будет работать и в грузовиках», — делится Даниэль.

Что предшествовало внедрению обновленной системы?

«Нам требовалось детально изучить реальные машины и примененные в их салонах материалы с помощью глубокого исследования. Я изучал журналы, фотографии, сохранившуюся документацию и различные комплектации. В процессе сбора данных нам даже посчастливилось вживую осмотреть автомобиль, пообщаться с владельцем и скрупулезно зафиксировать особенности его сборки и экстерьера.

Было недостаточно просто констатировать, что перед нами пластиковый, кожаный или металлический элемент. Приходилось анализировать текстуру поверхности, степень блеска, характер отражения света, следы износа, точный оттенок и разницу между отдельными деталями. Эта база позволила нам впоследствии сверять игровые материалы с оригиналом», — рассказывает Мартин.

«Кроме того, нужно было выбрать правильный вектор. Одним из главных условий было сохранение производительности, поэтому мы искали методы, не требующие тяжелых вычислений, но дающие отличный визуальный эффект при минимальной нагрузке. Я считаю, что нам удалось добиться заметного скачка в графике почти без просадки FPS», — добавляет Даниэль.

Как происходил перенос новой технологии в игру?

«Нам пришлось переписать логику движка в части загрузки и обработки отражающих текстур. Такая текстура представляет собой куб, грани которого отражают окружение с точки зрения игрока. Это в разы быстрее честного просчета лучей (ray tracing). Мы внесли правки в код для прямого доступа к мипмап-уровням. Мипмап — это уменьшенная копия изображения, которая обычно включается при удалении объекта для борьбы с рябью. В нашем же случае пониженное разрешение дает более мягкое отражение, что идеально для шероховатых поверхностей, рассеивающих свет.

Так мы получили градации зеркальности: от безупречного хрома до мягких бликов на кожаных креслах и почти матовых тканей, где сторона куба отражений уменьшена до 2х2 пикселей. По сути, это заменяет карту освещенности (Irradiance map), проецируя общую цветовую гамму окружения на материал (цветной отсвет). Поскольку движок и так генерирует мипмапы, для производительности эта фича обходится нам практически даром — именно поэтому мы сделали выбор в ее пользу.

Параллельно с материалами мы перебалансировали общую контрастность и освещение, избавившись от вырвиглазных теней и добившись большей реалистичности.

В отличие от старого подхода, где отражения использовались лишь для металла, теперь они есть у каждого элемента интерьера. Разница лишь в силе проявления и мягкости бликов. Это заставляет даже матовый пластик «чувствовать» окружение: например, при проезде мимо деревьев детали у лобового стекла слегка отдают зеленью. Картинка оживает даже без тяжелых алгоритмов глобального освещения.

С появлением технологии нам пришлось полностью перенастроить параметры всех поверхностей. Чтобы старые текстуры корректно работали в новых условиях, мы откалибровали их цвет и зеркальность под стандарты, выведенные в ходе тестов.

Финальным шагом стало создание единой библиотеки материалов, чтобы не настраивать всё вручную для каждой машины», — поясняет Даниэль.

С какими трудностями вы столкнулись при разработке?

«Главной сложностью оказалась вариативность техники. Грузовики создавались в разное время, с использованием разных исходников и методов рендеринга. Универсальной кнопки конвертации не существует — к каждой кабине нужен индивидуальный подход», — говорит Даниэль.

«Кроме того, свойства материалов взаимосвязаны. Улучшив отражаемость одной детали, можно испортить ее поведение при ином типе освещения. То, что выглядело отлично днем, могло слепить в темноте. Приходилось постоянно искать компромисс между реализмом, читаемостью и стабильностью. Цель состояла не в том, чтобы сделать всё глянцевым, а в том, чтобы передать реальные отличия.

Многие этапы переделывались неоднократно. Зато теперь у нас есть не только материалы для одной машины, но и багаж опыта с гайдами, которые ускорят работу над будущим транспортом.

Процесс не был линейным. Нельзя было просто вбить цифры из таблички — многие значения мы подбирали интуитивно и тестировали прямо в игре вместе с Даном», — добавляет Мартин.

Как удалось обойтись без падения производительности?

«Наша аудитория играет на самых разных ПК. Мы не могли позволить себе фичу, которая убьет кадровую частоту у части игроков. Поэтому система не опирается на тяжелый симулятор света — она расширяет текущий пайплайн рендеринга, эффективнее задействуя уже имеющиеся ресурсы.

Мы постоянно мониторили производительность. Задача заключалась в красивой картинке при минимальном аппетите к видеопамяти и GPU. Более того, на средних и низких настройках предусмотрены компромиссы: пусть в реальном времени отражения не просчитываются и пропадают некоторые нюансы вроде цветных отсветов окружения, сами материалы всё равно сохраняют реалистичный вид», — рассказывает Даниэль.

На данный момент мы обновили материалы на четырех тягачах в ETS2 и ATS. Вместо того чтобы заставлять сообщество ждать апдейта всего парка сразу, мы будем внедрять улучшения постепенно — так вы сможете наслаждаться результатами уже сейчас, пока мы дорабатываем оставшиеся машины. Как объясняет Даниэль:

«Каждому грузовику требуются точечные правки, визуальный контроль и проверка во всех условиях: днем, ночью, в дождь и в пасмурную погоду. Обновить всё разом физически невозможно. Такой пилотный запуск помогает нам отладить процесс, удержать планку качества и собрать отзывы игроков».

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

Не забывайте подписываться на наши страницы в X/Twitter, Instagram, Facebook, Bluesky, TikTok и YouTube, чтобы первыми получать свежие новости! Или подпишитесь на нашу рассылку. До новых встреч, счастливого пути!

Источник