ARMA 2

Entwickler Blog Eintrag vom 03.03.2008 - ARMA 2 - ArmA2 Vegetationsprozess - Deutsche Übersetzung // German Language

Quelle: Developer´s Blog
Autor: Jan Hovora
Übersetzer: Prison|Pencil

ArmA2 Vegetationsprozess

Derzeit beenden wir die Bäume und Büsche in ARMA 2. Das größte Problem mit der Vegetation ist der Einfluss auf die Spielleistung. Deswegen entwickeln wir einige neue Techniken auf der Seite der Spiele Engine und auch bei LindaStudio. Wir analysierten die Leistungsprobleme in Armed Assault und wir haben das Hauptproblem herausgefunden: Die übertriebene Detailfülle im Umkreis von 20 Metern um den Protagonisten herum. Das bedeutet, dass wir die kompletten Oberflächen der Bäume und Büsche optimieren müssen. Effektivere Shader und Darstellungstechniken müssen innerhalb der Engine entwickelt werden, um dieses Problem zu reduzieren. Was haben wir nun gemacht?

Neue Bäume können die "Polyplane"-Technik (notwendig zum Ersetzen vom Geäst) akkurater nutzen. Dadurch wird die komplette Oberfläche um 30% reduziert, aber die Anzahl der Eckpunkte wird erhöht. Wir haben der Engine beigebracht "double-sided Faces" zu nutzen, um den Anstieg der Eckpunkte bei den Vegetationsmodellen zu reduzieren.

Neue Shader

Die Originalbäume nutzen Shader die mit Texturen, "Normal Map", zwei Maps für die Diffusion und "Ambient Attenuation" arbeiten. Es gibt demnach vier Phasen. Jetzt nutzen wir einen speziellen Baum Shader mit Texturen, "Normal Map" und "Macro Map". Diese Macro Map besitzt Farbinformationen im Alphachannel sowie in der RGB Lightmap für das Ambiente. Diese Lösung gibt dem Künstler eine bessere Kontrolle über das Aussehen eines Baumes und es fällt eine Phase weg. Dadurch ist der Shader schneller und die Bäume sehen besser aus als die alten. Außerdem haben wir einen Shader mit der Technik entwickelt, die unter dem Namen "pre-computed radiance transfer" bekannten ist. Wir wollen diese Technik für weit entfernte Vegetationen nutzen (diese
Technik hat nur zwei Phasen). All diese neue Sachen setzen Veränderungen im LindaStudio voraus. Es müssen zum Beispiel die Möglichkeiten vorhanden sein, mehrfache UVs auf Bäumen zu generieren, den Export für Formate zu ermöglichen, damit 3th Party Grafik Software ermöglicht wird die Lightmaps zu rendern, usw.

Engine Veränderungen

Die ArmA 2 Engine ermöglicht die Nutzung einer Methode, die unter dem Namen Z-Priming bekannt ist. Die komplette Vegetation wird sehr schnell mit einem einfachen Shader als Maske mit Transparenzeffekt gerendert und im zweiten Schritt werden nichtmaskierte Pixel mit einem komplexen Baum Shader gerendert. Das hilft sehr, um die übertriebene Detailfülle zu
reduzieren und es ermöglicht uns, in Zukunft komplexere Shader nutzen, weil die Leistungsabhängigkeit im Bezug auf die Shaderkomplexität und die Modeloberfläche abnimmt.

Von Messungen haben wir gelernt, dass es manchmal besser ist, Bäume mit vielen Polygonen und einer geringen Oberfläche zu nutzen, als wenig Polygone zu nutzen und dafür eine größere Oberfläche zu haben. Wir entwicklen Tools um diese Parameter in Linda zu messen und um in der
Vegetation dieses Aussehen wiederzuspiegeln.

Zusätzlich nutzen die neuen Vegetationsmodelle einen bessere Algorithmus, um die optimale Nutzung von Ecken in Pflanzenstrukturen zu ermöglichen und um die Leistungsauswirkungen von Vertex Shadern zu reduzieren.

Visuelle Vegetationsaspekte

Armed Assault nutzt generierte Bäume basierend auf der Script Version 1.5 (OFP Elite nutzt 1.0). ARMA2 ist mit der vierten Generation dieses Scripts ausgestattet. Es ermöglicht uns viel realistischeres Geäst, eine repräsentative Darstellung verschiedener Formen (in ArmA waren lebensgroße Bäume dank des gewaltigen Leistungseinbruches nicht möglich), ein Wurzelsystem, korrekte Blattfärbungen und einzelnes Geäst mit einer lebensnahe Dichte zu generieren. Die meisten Handhabungsmöglichkeiten der Bäume basieren jetzt auf echtem botanischen Aussehen.

Die letzte Sache, die auf uns in ARMA2 wartet, ist die automatische Erstellung von Spezialformen, wie sie bei Kollisionen, Ansichtenwechseln und Feuergefechten zu Stande kommen. Das wurde bis jetzt immer manuell gemacht und bedeutete oft einen Präzisionsverlust beim Schießen. Es kam auch vor, dass die KI dich durch die Vegetation hindurch sehen konnte. Ich hoffe, dass diese letzten Probleme in ein paar Wochen gelöst sind.

Wirrwarr (Grasoberfläche)

Da wir von den Leistungseinbruchen bei den Bäumen gelernt hatten, entwickelten wir ein neuen Weg um ein Grasmodell zu erstellen. Dieser Weg ist effektiver für das Rendering als in Armed Assault, aber die Modelle sehen danach dichter und optisch ansprechender aus. Außerdem basiert er auf dem Wissen, dass wir uns zuerst um die Oberflächenreduzierung kümmern müssen und später um die Vertex Reduzierung, weil weit entfernte Vegetationen mit einer sehr begrenzten Anzahl an Pixeln gerendert werden. Des Weiteren gibt es eine nette Veränderung in der Engine. Jetzt können bestimmte Vegetationsstellen per Satellitenkarte eingefärbt werden, wodurch eine Oberfläche ensteht, die sich nicht immer wiederholt und realistischer, natürlicher in die Umgebung passt (Resultate sind im Bild am Anfang des Artikels zu begutachten).

Zukunft

In der nahen Zukunft werden alle Schlüssel-Modelle und die komplette Baum-Technik für ARMA2 beendet. Danach werden wir an allgemeinen Polyplanes arbeiten. Ein Polyplane kann jede Art von geometrischer Form oder Modell sein, dass über das O2 Script gesteuert wird. Das wird uns stark helfen, um die Oberflächen der Bäume zu reduzieren. Außerdem wird dadurch eine bessere Form des Baumes zurückgegeben und das sichtbare „Level of Detail Switching“ wird verringert. Diese Technik ermöglicht auch Blüten, Früchte oder spezielle Baumformen. Wir werden die Formoptimierung fortsetzen und die Kontrolle über das Baumwachstum steigern. Ferner wird es sehr wichtig sein, eine noch offenere Pipeline für das Texturrendering zu besitzen, um Lichtdurchlässigkeit, Lightmaps und Precomputed Radiance Transfer Maps direkt in LindaStudio zu ermöglichen. Die Entwicklung eines Systems, das automatisch spezielle Level of Details erstellt, ist der erste Schritt hin zu einem System, das eines Tages Tree Skeletons ermöglicht. Es ist auch ein Zukunftssystem für die physikalische Interaktion mit der Vegetation.

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