Curso de gráficos "Wanda and Colossus" para fãs de jogos 3D
Neste momento, quando o PlayStation 3 está programado para ser anunciado na primavera de 2006, eu acho que a plataforma de jogo chamada PlayStation 2 está em seu estágio maduro. Nessas horas, as pessoas tendem a se concentrar nas máquinas da próxima geração, mas, na realidade, também é o momento em que o culminar das tecnologias cultivadas durante a vida da máquina atual dá frutos, e o que se chama de jogo obra-prima é assim. Muitos aparecem na hora. Pode-se dizer que "Wanda and the Colossus" que apareceu neste inverno é também uma obra representativa desse período de maturidade do PS2. "Wanda and the Colossus" tem um alto grau de perfeição no próprio jogo, e embora seja puramente "interessante", é uma obra que tem um "sentimento bastante high-tech" mesmo quando vista como um software autônomo rodando no framework do PS2. , Há muitos pontos a ver. Então, desta vez, entrevistei a equipe de desenvolvimento de "Wanda and the Colossus" e pude ouvir várias histórias sobre a tecnologia usada neste trabalho, então decidi resumir isso. | [Fumito Ueda] | [Sr. Ichi Sugiyama] |
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 |  | | "Não importa onde você diga que é particular sobre isso, é muito difícil responder. Sério (risos). Porque os visuais de" Wanda and the Colossus "estão gradualmente acumulando o que você pode fazer para torná-los naturais. Porque foi o resultado de | “Eu era particular sobre fazer imagens que não pareciam estranhas. Acho que consegui isso, mas fazer com que parecesse natural é algo que não é chamativo, então é" recompensado ". Eu realmente não sinto isso (risos) " | | [Sr. Takuya Seki] | [Sr. Masanobu Tanaka] |
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 |  | | "Em vez de dizer o que é o programa, tentei criar um ambiente onde os designers pudessem ajustá-lo facilmente." | "Tive dificuldade em fazer ajustes finos caso a caso, como quanto movimento deveria ser adicionado a qual peão e em qual direção." |
■ Renderização HDR + mapeamento de tom com compensação de exposição dinâmica é, na verdade, um pseudo método  | | A representação de renderização HDR de Wanda e Colossus é pseudo, mas o efeito é ótimo, criando um visual muito impressionante. |
Em primeiro lugar, o primeiro visual impressionante que você verá após o lançamento de "Wanda e o Colosso" será o cenário magnífico fora do templo. O cenário externo visto de dentro voa branco, e a luz transborda do vão entre os pilares que sustentam o templo. Isso se parece com uma renderização chamada de alta faixa dinâmica (HDR), como você pode imaginar a partir da representação visível. Ao pular para fora do templo escuro dentro de casa, a cena externa é desenhada quase como se fosse superexposta, e a expressão é ajustada para um equilíbrio de brilho apropriado com um pequeno atraso. Isso também parece ser uma combinação de renderização HDR e mapeamento dinâmico de tons apenas em termos de efeitos.
| 【Captura de tela】 |
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 |  |  |  | | Os efeitos da renderização pseudo-HDR podem ser vistos em todos os lugares. Como o equilíbrio do brilho é ajustado para o personagem principal sob o penhasco, o céu relativamente claro parece voar. |
Para obter mais informações sobre renderização HDR e mapeamento de tons, consulte esta série "Half-Life 2: Curso do motor Lost Coast para fãs de jogos 3D - O Impacto da Renderização Real HDR realizada por" Lost Coast "" , mas o conceito é simples aqui também. Vamos explicar para. A renderização HDR em si é realizada em uma área ampla sem ser limitada pelas cores que podem ser exibidas na tela ou na TV, e o mapeamento de tons se refere ao processo de ajuste dos resultados da renderização HDR para as cores da tela ou TV com um equilíbrio de brilho apropriado. Originalmente, os gráficos 3D nasceram como uma das medidas para criar imagens próximas ao mundo real usando as funções de computação dos computadores. No mundo real, há brilho intenso e gradações sutis mesmo em áreas escuras, mas humanos e câmeras podem ver isso mais facilmente quando olham para ele, como a abertura da câmera, velocidade do obturador e abertura da pupila. Estou me ajustando e observando. Mesmo em gráficos 3D, o processo de renderização é realizado com alta precisão em uma grande faixa de luz como no mundo real (renderização HDR), e isso é feito por meio de simulação de câmera e olho no estágio de exibição (mapeamento de tons) para obter imagens realistas. A abordagem de renderização HDR é tentar. A renderização HDR é difícil de gravar em uma GPU para PCs de DirectX 8ª geração ou anterior, ou em um sistema de 16,77 milhões de cores representado por 8 bits de cada RGB usado em máquinas de jogos atuais gerais (forçado, mas lento) ), Portanto, "parece que", a renderização pseudo-HDR é popular em gráficos de jogos. O Xbox 360 e o PS3 suportam o formato de ponto flutuante de 16 bits (FP16) para cada RGB, e o hardware é baseado na renderização HDR desde o início, mas o PS2 atual não tem esse potencial. Isso significa que é fácil imaginar que os gráficos de "Wanda and the Colossus" também são renderizados em pseudo-HDR. A propósito, falando em renderização pseudo HDR, antigamente era usada a expressão de reflexo de lente no momento da luz de fundo e, recentemente, o método de adicionar estouro de luz (efeito de flor) à parte de alto brilho por processamento de imagem pós-processamento é comum. .. Embora a introdução da renderização pseudo-HDR que executa a exposição e a expressão de simulação da pupila que é posteriormente corrigida para o brilho apropriado a partir daqui seja uma minoria, "Wanda e Colossus" parece fazer isso de acordo com a cena em que o jogador está. Parece. Que tipo de técnica é essa? | [Renderização pseudo HDR] |
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 |  | | Mesmo que pareça estar saltando no início (à esquerda da tela), esse trabalho costuma usar expressões que mudam em tempo real para um visual (à direita da tela) que gradualmente se estabelece com o brilho apropriado. Ele está conectado à expressão realista, como os olhos se acostumando. |
■ A verdadeira identidade da renderização pseudo HDR de "Wanda e o Colosso" “Ou seja, de fato, a ideia básica é o mesmo método do nosso trabalho anterior“ ICO ”. Quando você olha de um determinado lugar, transborda ...” (SCE Primeiro Departamento de Produção, Sr. Takuya Seki) Em "Wanda e Colossus", as definições de cena em forma de caixa fina (em forma de caixa) são definidas em todos os lugares do mapa (neste artigo, vamos chamá-las de caixas de cena por conveniência), e quando há um jogador nessa caixa, Diz-se que a cena vista de lá é apenas um mecanismo que inclui o efeito ali definido. Em outras palavras, no caso do interior do templo, a cena de "adicionar tal efeito" depois de pensar que "o interior do templo está sempre escuro, então se você olhar para o lado de fora claro de lá, a cena naturalmente ficará branca". É apenas uma definição. "A renderização em si é feita normalmente. Eu apenas aplico o efeito de inundar a cena externa de acordo com o efeito de cena definido" (Sr. Seki) O procedimento é o seguinte. - Renderizar e salvar a vista distante
- Renderizar em primeiro plano
- Combinando visualizações distantes e próximas Para
composição, o conteúdo do buffer de profundidade (z) após (2) é usado como um padrão de máscara. - Da mesma forma, usando o buffer de profundidade após (2), crie uma imagem como um padrão de máscara que remove o primeiro plano.
- Reduza para 64 x 64 pontos com um filtro bilinear (torne-o em resolução ultrabaixa
) e reutilize-o em (8) - Composição semitransparente de (7) no momento do desenho do quadro anterior na proporção definida para cada caixa de cena
- Salve o vídeo criado em (6) e use-o
ao desenhar o próximo quadro - Desta vez, (5) é ampliado para uma resolução apropriada com um filtro bilinear.Este
é um material para o efeito de flor que faz a visão distante transbordar do contorno da visão próxima. - Composição semitransparente de (7) e (8) na proporção definida para cada caixa de cena
| [1. Renderizar uma vista distante] | [2. Renderizar um primeiro plano] | [3. Combine a visão distante e a visão próxima] |
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 |  |  | | 1. Renderizado apenas a vista distante SuperLow (descrito mais tarde) | 2. Renderizado perto da vista (modelo do meio e modelo alto apenas) | 3. Declare antes de aplicar o efeito (1 e 2 misturados com tampão Z) | | [4. Crie uma imagem como um padrão de máscara] | [8. Desfoque a máscara e misture a imagem no quadro anterior] | [9. Vídeo final] |
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 |  |  | | 4. Imagem original para efeito de flor criada usando Z buffer | 8. Desfoque o 4. e misture a imagem do quadro anterior | 9. Vídeo final |
Então, é como se o mapeamento dinâmico de tons fosse executado de forma que o brilho apropriado fosse corrigido gradualmente ao passar de um local escuro para um local claro ou, inversamente, ao mover de um local escuro para um local claro. Como você expressa isso? Se você pular de dentro do templo, irá pular para fora da caixa de cena dentro do templo, de forma que os efeitos para o interior do templo não serão mais aplicados. Esse julgamento é feito em uma dimensão digital binária, mas não parece natural se o efeito da cena mudar repentinamente. Portanto, quando o jogador se estica na caixa de cena, ele leva um pouco de tempo para mover-se gradualmente para o efeito da próxima caixa de cena. Ao realizar suavemente a transição de "cenas externas são desenhadas de forma saltitante dentro do templo" para "cenas externas são desenhadas normalmente fora do templo", um efeito de mapeamento de pseudo tom é produzido. .. “O mecanismo desta série de caixas de cena é que a carga do lado da produção é maior do que a carga do PS2. Afinal, porque ela é configurada manualmente no vasto mundo de“ Wanda e Colossus ”. (SCE Primeiro Departamento de Produção, Sr. Ichi Sugiyama) ■ Desfoque de movimento, efeito de brilho residual e taxa de quadros Em "Wanda e o Colosso", a expressão "borrão de movimento" de que a imagem está borrada ocorre mesmo que o ponto de vista seja movido. Existem vários métodos para realizar o desfoque de movimento, mas em "Wanda e Colossus", a técnica mais básica de sobrepor o quadro atual renderizado de forma fina de acordo com a quantidade de movimento da direção da câmera é aplicada. ing. O PS2, que possui menos velocidade de processamento e memória do que o que deveria ser expresso, pode ser considerado um método razoável em termos de desempenho de custo. | [Diagrama conceitual de desfoque de câmera] |
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 |  | | O quadro atual é alterado de acordo com a quantidade de movimento e é sobreposto de forma translúcida. |
 |  | | Moldura original |  |  | | O resultado do desfoque |
Este desfoque da câmera não é aplicado ao personagem. É dito que se este desfoque da câmera for aplicado ao personagem, o personagem pode se tornar muito borrado e atrapalhar o jogo. No entanto, se você olhar de perto, pode ver que em "Wanda e o Colosso", o embaçamento ocorre mesmo em ações como quando o personagem do jogador corre (tela inferior). Isso se deve ao efeito de desfoque que é obtido por um processo separado do desfoque da câmera. Isso é expresso gerando um polígono do quadro atual em direção à posição óssea do quadro anterior e aplicando a imagem do personagem do quadro atual como uma textura ao polígono. Quando o colosso realiza uma grande ação enquanto se agarra ao colosso, e a visão se move rapidamente como "céu" → "acima do corpo do colosso" → "solo", mesmo que a visão seja refletida no solo O forte brilho do céu parece permanecer. O mesmo efeito ocorre quando o ponto de vista é movido violentamente, mas isso é expresso como o fenômeno de brilho residual que ocorre quando um humano vê algo com alto brilho. Parece que este não é um borrão de movimento, mas uma coincidência de que "se o movimento do campo de visão for muito violento, ele permanecerá e aparecerá" no processo de retardar e desaparecer o efeito de expressão de alta intensidade da expressão pseudo HDR. .. Os visuais são surpreendentemente eficazes, então fiz alguns ajustes e os deixei. Este é um efeito secundário de (6) no fluxo que explicou o fluxo de renderização pseudo HDR no estágio anterior. Tanto o desfoque de movimento quanto esse efeito de brilho residual são definidos para cada caixa de cena junto com parâmetros de ajuste diligentes. Como você pode ver ao olhar mais de perto durante o jogo, há lugares onde os efeitos de desfoque de movimento e brilho residual não ocorrem. A propósito, "Wanda and the Colossus" é um título em que a taxa de quadros flutua relativamente rápido. Na verdade, ele tem um design de taxa de quadros variável, e a taxa de quadros aumenta ou diminui dependendo do equilíbrio de carga. Em alguns casos, é de 60fps e, em alguns casos, cai para quase 15fps, mas com o efeito de desfoque de movimento, o aumento ou diminuição percebido na taxa de quadros é mínimo. | [Borrão] |
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 |  |  | | O efeito de desfoque também aparece nas partes de movimento rápido do personagem |
 |  | | Quando o campo de visão treme violentamente de acordo com o movimento do colosso, um efeito de borrão ousado que embaça a visão inteira aparece, aumentando a sensação de presença. |  |  | | O borrão ocorre mesmo se a linha de visão for girada normalmente |
■ A geração de sombra adota técnica de volume de sombra estêncil com sombreamento automático  | | A geração de sombra pela técnica de volume de sombra de estêncil é adotada, e também suporta a expressão de auto-sombra. Os títulos PS2 que fizemos até agora estão em minoria. Além disso, este vídeo é uma ênfase especial nas sombras ao criar este artigo. |
"Wanda and the Colossus" também é elaborado na geração de sombras. A expressão da sombra deste trabalho é difícil de entender porque é principalmente uma sombra fina (expressão de penumbra), mas também apóia a expressão da auto-sombra, e não apenas sua sombra cai no chão, mas também em seu próprio corpo. Por exemplo, a sombra do braço da personagem principal Wanda é projetada no próprio corpo de Wanda. Já que o mainstream dos jogos PS2 é basicamente colocar a silhueta do personagem no chão, a representação da sombra de "Wanda e o Colosso" é bastante convincente. A técnica de geração de sombra neste "Wanda e Colossus" adota a mesma técnica de volume de sombra de estêncil que em "DOOM 3". Nesta técnica, primeiro, uma área de sombra (volume de sombra) é criada ao esticar os vértices de um objeto 3D que é um contorno quando visto da direção da fonte de luz na direção em que a fonte de luz viaja. Finalmente, as informações de profundidade da cena conforme visto do ponto de vista se cada pixel desenhado ao renderizar a cena do ponto de vista está dentro do volume da sombra (torna-se uma sombra) ou fora (a luz está brilhando). Ao fazer um julgamento ao se referir a (informações de profundidade), o resultado é registrado no buffer de estêncil. Finalmente, o processo de adicionar "cor de sombra" à cena de desenho de acordo com o conteúdo do buffer de estêncil é realizado.
| [Auto-sombra] |
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 |  | | A direita é uma visualização do volume de sombra da mesma cena. O processamento de extensão dos vértices para esta geração de volume de sombra é executado utilizando VU1 da CPU do PS2. |
A qualidade das sombras produzidas por esta técnica é alta, mas a desvantagem é que a carga é alta porque mais polígonos são desenhados do que a cena realmente vista quando o volume da sombra é gerado no início do processo. Felizmente, porém, em "Wanda e Colossus", basta aplicar a geração de sombras apenas a Wanda, cavalos e colosso, não um jogo em que aparecem muitos personagens, então "consegui aplicá-lo até em termos de carga." (Sr. Seki). A propósito, o trabalho anterior "ICO" também adotou a técnica de volume de sombra do estêncil na forma correspondente ao auto-sombreamento, mas lá ele aplica sombra dinâmica em tempo real apenas ao personagem principal ICO e à heroína Jorda. Estava lá. A propósito, ao criar um volume de sombra, é determinado qual vértice do personagem 3D se torna o contorno quando visto da fonte de luz, e este é esticado para gerar a área de sombra, mas esse processo é da CPU do PS2. É feito em paralelo com VU1 de. No entanto, como é óbvio, quando o número de vértices aumenta, o processamento leva tempo. Em jogos de PC como "DOOM3", o personagem 3D que é a "fonte da sombra" que estica os vértices ao gerar o volume da sombra é o mesmo (ou próximo) ao personagem 3D realmente visível. Em "Wanda e Colossus", para reduzir esse custo, outro modelo simplificado com pequeno número de polígonos é utilizado para a geração de sombras ganhar velocidade. O personagem principal Wanda tem cerca de 3.000 polígonos, e o colosso tem cerca de 18.000 polígonos, dependendo do tipo, mas o modelo para geração de sombras é dito ter reduzido significativamente o número de polígonos. Por exemplo, diz-se que depende do tipo de colosso, mas parece que o volume da sombra é gerado com um modelo simplificado com apenas cerca de 1/40 do modelo visível que o jogador verá. Durante o jogo, se você olhar de perto, a sombra do colosso deve ser mais esboçada do que a aparência do colosso real, mas ajuda que a sombra seja uma expressão de penumbra e que a sombra seja projetada globalmente. Quase não há desconforto. Esta área é um feito de afinação que pode ser chamada de habilidade. A expressão da penumbra suave é realizada borrando a sombra na cena gerada no buffer de estêncil e desenhando-a com um tom suave. Este desenho da penumbra é uma abordagem de processamento de imagem que não considera a distância de projeção da sombra, por isso não é uma expressão fisicamente correta, mas na resolução do PS2, não há sensação de desconforto e o efeito é mais que suficiente. | [Modelo de sombra] |
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 |  | | Um modelo de geração de sombra aplicado ao rosto do personagem do jogador. É intencionalmente feito grande e áspero para não lançar sombras nas irregularidades do rosto do jogador devido ao problema de aparência. | Um modelo para geração de sombras do corpo do personagem do jogador. O número de polígonos diminuiu, mas a forma em si é bastante precisa |  |  | | Uma imagem comparativa do modelo de geração de sombra e o modelo de exibição sobrepostos na mesma escala. A estrutura de arame é um modelo de geração de sombra. Você pode ver que o modelo de geração de sombra do rosto é um tamanho maior pelo motivo mencionado acima. |
| [Auto-sombra] |
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 |  |  | | Diz-se que o modelo de geração de sombras do colosso reduziu o número de polígonos para 1/40, mas é tão grande que não há sensação de desconforto. | Vídeo com a técnica de sombra do volume da sombra do estêncil desativada | O vídeo que foi ativado. A auto-sombra também aparece no colosso. Também nesta foto, a profundidade da sombra é duplicada. |
■ O cabelo que cresce no colosso é realizado pelo shader Quando você joga "Wanda e o Colosso", o que impressiona é o "Pêlo" que cresce no colosso, que é o personagem inimigo. A palavra-chave fur shader tornou-se popular quando as GPUs de geração 1.x shader programáveis apareceram, e alguns títulos como Xbox e jogos de PC foram adotados e atraíram a atenção. Em "Wanda e Colossus", este shader de pele é realizado pelo PS2 sem um shader programável. A expressão de Farr é baseada no chamado método de estrutura de shell multicamadas, popular durante a geração 1.x de sombreadores programáveis. Para dar uma explicação semelhante a uma imagem, polígonos com uma textura que se parece com uma vista em corte transversal de pelo são desenhados paralelamente à pele na qual o cabelo cresce, e são translúcidos e paralelos entre si em intervalos regulares. É realizado por. A imagem é que o cabelo é feito pelo empilhamento das seções transversais do cabelo. É uma espécie de renderização de volume. | 【pele】 |
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 |  |  |  | | A sensação fofa do cabelo fica por conta deste shader de pele. A sensação de "pontas do cabelo", "crescimento" e densidade do cabelo é expressa pelas "barbatanas de cabelo" implantadas na epiderme. Não há sensação de desconforto porque está bem ajustado |
 |  |  |  | | Tela de desenvolvimento. Visão em corte transversal da pele que é o material do shader de pele. Você pode ver na tela ampliada que os polígonos com a textura são dispostos em camadas na pele do colosso em intervalos regulares. |
 | | Os shaders de pele com uma estrutura de concha em várias camadas também são usados para expressar grama ao ar livre em algumas cenas. Vamos cuidar enquanto jogamos |
Aliás, nesta técnica, o número de polígonos a serem empilhados afeta a realidade do cabelo, mas em "Wanda e Colosso", diz-se que são 3 a 6 camadas porque há um limite para a capacidade de processamento do PS2. No tipo de pele de estrutura de concha multicamadas, a sensação fofa que é a textura do cabelo é bem expressa, mas para dar uma sensação de alta densidade ao cabelo, é necessário realizar uma quantidade considerável de estiramento multicamadas. Porém, o desenho extremo em multicamadas da pele é, em outras palavras, um desenho extremamente repetitivo, que sobrecarrega a memória do vídeo e afeta outros processos de desenho. Portanto, para equilibrar o efeito visual e a carga, a altura do cabelo é elevada implantando-se um polígono com textura desenhada lateralmente, a chamada "barbatana capilar", perpendicular à epiderme. Ele complementa o senso de densidade. Esta estrutura de pele multicamada pode ser vista melhor no ângulo da linha de visão quando a linha do cabelo é vista como um "rosto", e as barbatanas do cabelo podem ser vistas melhor no ângulo da linha de visão quando a linha do cabelo é vista como se estivesse desfocando, complementando-se para dar a textura do cabelo colossal Estou criando. Ao perceber esta estrutura de casca de múltiplas camadas de pele em uma GPU de geração de sombreamento programável, a textura de pele em seção transversal do cabelo é submetida a processamento de fonte de luz pixel a pixel (iluminação por pixel) usando um mapa normal texturizado com um vetor normal. Era a teoria para realçar a realidade. Além disso, nasceu uma técnica para dar destaques característicos ao pêlo através da realização de iluminação anisotrópica (iluminação que muda drasticamente as sombras dependendo do ângulo da linha de visão e da relação posicional da fonte de luz) pixel a pixel. Claro, você não pode fazer isso com o PS2. Porém, em "Wanda e o Colosso", a pele também é iluminada em unidades de vértices, e é pensada para que tais sombras possam ser expressas. Além disso, quando o colosso se move, o lado da pele em que o cabelo é plantado pode ser deformado e cada camada de pelo se move de uma maneira que segue a deformação e o movimento da pele. Portanto, embora a simulação correta do comportamento do pelo não tenha sido realizada, quando o colosso se move, parece que o pelo está se movendo. Em qualquer caso, é importante notar que o PS2 expressa a expressão do pelo até agora em tempo real. É uma das características dos gráficos "Wanda and Colossus", então por favor dê uma olhada.
| 【pele】 |
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 |  |  |  | | A iluminação é feita para cada ápice, e você pode sentir a mudança na sombra do cabelo mesmo durante a brincadeira. |
 |  | | Cinco camadas de pelo podem ser vistas na cabeça deste colosso em forma de mamute |
■ Sistema LOD de topografia e carregamento Em "Wanda e o Colosso", vários colossos aparecem, mas para encontrar o colosso, é necessário vagar pela vasta terra através do amado cavalo Agro. Naquela época, o que me faz pensar "Oops" é um sistema de desenho de terreno que se distancia sem trapacear com uma névoa de distância. O desenho do terreno é dividido em três estágios, e o segundo plano mais distante trata a imagem renderizada ao longe como uma textura, e o polígono ao qual ela é colada é colocado no lugar mais distante. Foi chamado de "Super Low" dentro da equipe. Então, da distância média para a distância longa, que é um pouco mais próxima da distância mais distante, a renderização é realizada com base em dados de terreno de baixa precisão. Isso é gerenciado em unidades de 600 x 600 m, e quando o jogador se aproxima de uma certa distância ou mais, ele muda para um modelo de terreno de alta precisão da visão de perto, mas é dito que a mudança é ajustada para que não mude naquele momento. .. Além disso, a paisagem mais distante Super Baixa acima mencionada gerenciada como uma única imagem é composta por um modelo no qual o número de polígonos é reduzido para cerca de 1/30 a 1/100 da vista de média distância gerenciada a 600 x 600 m. Por ser bastante acidentado e ter pequena capacidade, diz-se que os objetos de referência que caracterizam o cenário são sempre colocados na memória. Esta paisagem mais distante como uma única imagem é renderizada a cada quadro usando os dados do modelo mais distante e pequeno. Isso permite que este modelo de terreno de baixa precisão apareça perfeitamente a partir desta cena mais distante Super Baixa. Com este sistema de processamento que conecta bem a visão mais distante e próxima, é possível desenhar uma área ampla sem qualquer desconforto. | [Desenhando o terreno] |
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 |  |  | | A visão mais distante SuperBaixa é tratada como 2D na cena, mas como é renderizada em tempo real, a transição da visão mais distante SuperBaixa para o modelo de baixa precisão de visão distante é realizada naturalmente sem desconforto. | Um modelo de alta precisão com uma visão de perto da pastagem em primeiro plano até as árvores, um modelo de baixa precisão com uma visão distante na parede rochosa que está um pouco longe, e a visão mais distante do SuperBaixo atrás dela. | A montanha rochosa onde as árvores crescem esparsamente é a visão mais distante do SuperLow |
O terreno próximo ao jogador é renderizado com um modelo de terreno de alta precisão gerenciado em unidades de 100 x 100 m. O colosso é enorme, mas devido à falta de capacidade de memória, não existe um sistema LOD que altere a precisão do modelo de acordo com a distância do ponto de vista como o terreno. Um modelo de alta precisão será usado para desenhar independentemente de estar perto ou longe do ponto de vista. Aliás, você percebeu que não há tempo de espera de carregamento no processo de deambulação por este vasto terreno? Acho que muitos jogadores não percebem esse fato porque tudo corre bem. Em Wanda e no Colossus, o sistema de gerenciamento de recursos original está em execução e, ao vagar pelos vastos campos, na verdade é carregado dinamicamente em segundo plano, conforme apropriado. Quando você entra em uma nova área, os dados do terreno e as texturas da nova área são lidos e, em vez disso, os dados desnecessários são descartados cada vez mais. Se isso for repetido, a área usada e a área não usada serão comidas por vermes na memória. O uso da memória torna-se ineficiente. Em "Wanda e o Colosso", esse processamento de realocação de área de memória é executado em segundo plano quando há tempo de sobra para o período de retorno vertical. Parece que o endereço do programa também introduziu um mecanismo de suporte à realocação e parece que está implementando o sistema operacional original. Embora não seja uma tecnologia visível como os gráficos, pode ser que a dignidade total seja trazida do trabalho porque tecnologia avançada também é utilizada em tais peças. ■ Qual é o "sistema de colisão de transformação" que leva uma colisão com o "colosso" de terreno em movimento? A palavra-chave "sistema de colisão de transformação" foi mencionada no site oficial de "Wanda e o Colosso", criando uma atmosfera significativa. Como é isso? Colisão se refere ao julgamento de colisão, mas eu acho que os grandes chefes que apareceram nos jogos até agora permaneceram em uma relação surpreendentemente "alegre" em termos de interação mútua com os jogadores. Por exemplo, se você for esmagado pelo gigante, você morrerá ... ou se esta ferramenta voadora o atingir, você será danificado .... “Em 'Wanda e o Colosso', presumimos uma interação muito 'densa' que o personagem do jogador Wanda pudesse se agarrar ao corpo gigante, então precisávamos de um método de gestão e controle diferente dos personagens gigantes convencionais. Isso é o que é "colisão de transformação". "(Sr. Sugiyama) | [Pegue o colosso] |
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 |  |  | | O dinamismo de "Wanda e o Colosso" nasce da interação próxima com personagens enormes. |
Em jogos 3D, além dos gráficos 3D visíveis, ele tem uma forma para julgamento de colisão. Por exemplo, jogos 3D em que um personagem pode escalar uma parede rochosa são comuns agora, mas isso ocorre porque a forma de colisão é definida de acordo com a forma do modelo da parede rochosa, então é possível fazer um julgamento preciso da colisão. Há sim. Por outro lado, em um jogo do tipo tiro 3D, se o tiro disparado pelo jogador atinge ou não o personagem inimigo é julgado pela forma de colisão que corresponde à forma de aparência do personagem inimigo. Ao definir peças de julgamento de colisão em forma de caixa (cubo) ou esfera (esfera) ao longo dos ossos do personagem 3D, ou criar um modelo de julgamento de colisão semelhante a um modelo 3D que se parece exatamente com a forma de aparência Pode acabar. O colosso de "Wanda e Colosso" é um modelo enorme que pode ser chamado de "terreno", mas como esse colosso assume várias posturas como balançar os braços e torcer o corpo todo, parece um terreno. A introdução de um julgamento de colisão rígido não é boa. Além disso, se as peças de julgamento de colisão, como caixas e esferas, forem definidas, o julgamento bruto será exposto ao se aproximar do corpo gigante, o que também não é bom. Portanto, em "Wanda e o Colosso", é definido um modelo 3D de colisão que se aproxima da forma de aparência do gigante colosso, como mencionado no exemplo do jogo de tiro 3D acima. Quando o colosso muda de pose, os ossos dentro do colosso também mudam de pose, mas esse modelo de forma de colisão também "se transforma" de acordo com a pose dos ossos. Esta é a razão do nome da colisão "transformação". O modelo de forma de colisão não é desenhado na tela, mas você pode imaginar algo como um modelo 3D composto de triângulos (polígonos). O julgamento de colisão baseado em vértice preciso entre formas de colisão complexas é um processo bastante pesado, portanto, neste trabalho, medidas de simplificação razoáveis são tomadas para operar em tempo real no PS2. Em primeiro lugar, na colisão entre o personagem do jogador e o colosso, todo o jogador é considerado como um modelo de colisão semelhante a uma esfera, e os polígonos que formam o ponto (jogador) face a face (forma de colisão de colosso) em relação à forma de colisão que está perto da aparência do colosso que é intrincadamente ) Então, na colisão entre o colosso e a parede externa, o colosso é jogado em um modelo de colisão em forma de esfera, e as faces do ponto (colosso) (topografia como a parede externa). A posição de julgamento da colisão é alterada conforme apropriado, dependendo de "quem versus quem" a colisão é realizada. | [Modelo de colisão de colosso] |
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 | Uma imagem que visualiza o modelo de colisão de um colosso. É uma forma de colisão com alta precisão que é quase igual ao modelo externo para desenho |
| [Comparação entre o modelo de desenho do colosso e o modelo de colisão] |
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 |  |  |  |  |  | | Imagem poligonal do colosso realmente desenhada | Modelo em forma de colisão de colosso quase no mesmo lugar | |
| [Colisão de deformação real] |
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 |  |  | | Quando o colosso se move, seu modelo de forma de colisão também se deforma. Esta é uma colisão deformada |
■ Controle de movimento do colosso por cinemática reversa O movimento de um personagem no jogo 3D mais simples é um sistema de processamento que calcula a próxima informação de posição a partir da entrada do jogador e a move enquanto joga o movimento (figura em execução, etc.). Nestes jogos 3D, parece que estão rodando no solo. De qualquer forma, o colosso que aparece em "Wanda and the Colossus" é uma visão de perto do colosso, então movê-lo de forma simples certamente revelará a não naturalidade. Para controlar o movimento do colosso, é necessário literalmente pisar e caminhar "no chão". Portanto, um sistema de animação de caminhada adaptável em tempo real que introduz o mecanismo de Cinemática Inversa (IK) é implementado para o movimento do colosso de "Wanda e Colosso". A propósito, cinemática é geometria de movimento, e Cinemática direta (FK) é encontrar a posição e postura da junta "filha" e sua extremidade a partir do ângulo e movimento da junta "pai", e vice-versa. IK encontra a posição e o ângulo apropriados para a articulação da criança e a articulação dos pais acima dela ao determinar a postura e a posição da extremidade. O último IK requer um processamento mais sofisticado e complicado. Cinemática tem sido um tema de pesquisa popular para a robótica, mas recentemente, pesquisas e implementação também foram vistas em jogos 3D. “Wanda and the Colossus” é uma obra que segue esta tendência. Em "Wanda e o Colosso", primeiro, a direção do movimento e a distância do movimento do colosso são calculadas pelo colosso AI (descrito mais tarde) e, em seguida, a posição do pé a partir da passada do colosso é calculada. A base da animação de caminhar com o colosso noshinoshi são os dados de movimento feitos à mão criados pelo animador, mas os dados de movimento são corrigidos de forma apropriada para corresponder à posição calculada do pé em relação aos dados da animação. Como o terreno tem ondulações, o ângulo em que os pés são colocados também muda. Então, a postura será afetada e simplesmente ajustar a posição do pé ao solo resultará em uma forma estranha de ficar em pé. Portanto, a partir da altura, ângulo e orientação do pé, calcula-se para cada osso a postura que parece adequada para cada parte. Diz-se que a IK com controle dinâmico de postura dos ossos é realizada não apenas para colosso, mas também para o personagem Wanda e seu amado cavalo Agro. | [Movimento de colosso] |
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 |  |  | | O movimento dinâmico do colosso é obra do designer |
| [Movimento de Wanda] |
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 |  | | A característica do movimento do personagem de "Wanda e Colosso" é que o resultado da interação com a cena é realimentado para o movimento, não apenas a reprodução dos dados do movimento. |
 | | Visualização visual do sensor que é a semente do colosso AI |
Além disso, vários sensores de área são configurados para cada colosso e, quando um jogador entra na área, a ação associada a cada sensor é realizada. Por exemplo, se o jogador está no chão a uma certa distância à sua frente, ele balança a barra para atacar, se estiver atrás dele, ele se vira para a frente e se ele se agarrar às suas costas, ele se esforça para se livrar dela. Foi dito que o trabalho e ajustes como onde e que tipo de sensor deve ser definido e que tipo de movimento deve ser conectado ... podem ser feitos pelo colossus scripter ao invés do programador. Colossus AI é mais do que apenas um software de loop fixo, é um sistema bem ajustado e de fácil visualização.
■ Ação realista é criada por comportamento físico e movimento aditivo A palavra-chave "simulação física" é freqüentemente mencionada em jogos 3D recentes. Várias simulações foram realizadas em "Wanda e Colossus", mas a mais distinta é a "Simulação de pêndulo". Quando o personagem Wanda se agarra ao colosso, o colosso se agita para se livrar dele. Nesse momento, as mãos seguradas por Brun Brun e o personagem do jogador são giradas em torno do eixo e a simulação da física do pêndulo é introduzida neste cálculo de comportamento. A simulação do pêndulo é realizada na unidade mão (braço) → corpo de Wanda e na unidade corpo → pé (perna), sendo simulado o chamado “pêndulo múltiplo”. Além disso, estamos simulando um "pêndulo de mola" que permite a expansão e contração do braço. “No entanto, isso por si só o torna inorgânico, então adicionamos a este resultado da simulação os movimentos de ação humanos, desesperados e desesperados que os designers adicionaram. É um sistema que foi chamado de "movimento adicional" "(Sr. Masanobu Tanaka, SCE Primeiro Departamento de Produção) Quando o movimento ocorre no personagem como resultado de simulação física ou operação do jogador, esse movimento é adicionado aos ossos do personagem como "informação de movimento adicional (informação de diferença)". Originalmente, se o personagem estava jogando algum tipo de movimento que o designer havia preparado, ele seria combinado com esse movimento. No entanto, parece que esse mecanismo não era tão simples quanto parece, e foi dito que ajustes como quais ossos adicionar e como foram feitos por um trabalho manual constante. Nos estágios iniciais de desenvolvimento, como resultado da adição, havia casos em que a mão se soltou, o corpo e o pé estavam desalinhados e assim por diante. Isso é consistente aplicando o IK mencionado acima. A ação que transmite o próprio desespero de Wanda é a culminação desse "processamento IK autoconsistente", "movimento adicionado pelo designer" e "resultados de simulação física". “De qualquer forma, o movimento se torna inorgânico apenas pelo controle do programa, e percebemos uma ação natural que se mesclou com a situação, que era um pouco diferente da reprodução do mero movimento feito à mão. O que cada designer e programador viu. Foi um pouco comovente quando vi os personagens na tela interpretando as ações que não existiam em tempo real (risos). (SCE Primeiro Departamento de Produção, Fumito Ueda) Diz-se que este sistema de movimento adicional é aplicado não apenas ao jogador, mas também ao comportamento do cavalo que o carrega. | [Movimento ao segurar em um colosso] |
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 |  |  | | A combinação de dados de movimento e simulação física cria ações que os desenvolvedores nunca viram. |
| [Pêndulo e colisão deformada] |
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|  | | Tela de depuração que visualiza o modelo de forma de colisão e simulação de pêndulo |
| [Pêndulo e movimento adicional] |
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 |  |  |  |  |  | | IK é usado para combinar os resultados da simulação do pêndulo | | [Exemplo de IK do meu amado cavalo Agro] |
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 |  |  | | Postura básica em terreno plano | Uma postura que resolve essa postura básica com um simples IK de 2 ossos. As patas traseiras estão muito dobradas e é um pouco anormal | Atitude na versão final do produto ajustado. Esses ajustes finos foram feitos como um artesão designer. |
■ Partículas de pseudo-volume e dispersão de pseudo-luz de "truques brilhantes"  | | Partículas de pseudo-volume que mostram de forma dinâmica sombras razoáveis na iluminação da cena |
Você notou que a fumaça e coisas parecidas parecem relativamente reais durante a reprodução de "Wanda and the Colossus"? Normalmente, em tal expressão, uma textura que descreve uma imagem de fumaça é preparada, e o polígono no qual isso é colado é expresso como partículas (uma imagem como um sprite que se move em 3D) sobrepondo um grande número deles, mas o efeito tridimensional é suficiente. Muitas vezes sinto que não é. Em “Wanda e o Colosso” desenha-se fumo com efeito tridimensional, mas este é desenhado pela expressão denominada “partículas de pseudo-volume” na equipa. Neste método, o processamento da fonte de luz é realizado em uma partícula considerando a relação posicional entre a linha de visão e a fonte de luz, e a expressão é tal que um destaque aparece na textura da partícula. O próprio processamento da fonte de luz é aproximado para cada vértice da partícula, mas ao produzir sombras em tempo real e interativas, "a expressão da partícula tem um efeito tridimensional e o efeito é grande como é" (Sr. Ueda).
| [Diagrama conceitual de partículas de pseudo-volume] |
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 |  |  |  | | Para partículas gerais, apenas exiba a textura como ela é | Partículas de pseudo-volume são acesas verticalmente e, como resultado, o brilho da textura da partícula é alterado. |
| [Vídeo experimental de partículas de pseudo-volume] |
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 |  | | Sem processamento de fonte de luz à esquerda, processamento de fonte de luz vertical à direita |
 |  | | Comparação semelhante. O volume e o efeito tridimensional são impressionantemente notáveis com o tratamento da fonte de luz. |
 | | Onde e como voar foram ajustados pelas mãos do designer |
Outra coisa que é efetivamente usada ao longo do jogo e mostra sombras impressionantes é o shader de dispersão de pseudo-luz, que era originalmente chamado de "Fairy Shader" dentro da equipe. Isso consiste em um processo de iluminação anisotrópico relativamente simples, no qual a linha de visão e a direção da fonte de luz são opostas uma à outra e, quando o personagem está imprensado entre eles, uma sombra que parece explodir em branco é produzida em uma proporção predefinida. ing. O mecanismo parece ser uma versão anisotrópica do mapa especular. Nos visuais do jogo, a expressão de que o rosto, a pele, o cabelo do personagem principal, etc. estão levemente estourados quando a luz de fundo está levemente iluminada corresponde a ela. É uma pseudo expressão de espalhamento de luz que expressa uma espécie de transparência, na qual a luz da fonte de luz penetra sob a superfície e escapa novamente. Além disso, como o mesmo tipo de tecnologia, o "Velvet Shader" (comumente conhecido como dentro da equipe) que expressa a pele de cavalos também foi desenvolvido e realmente usado. | [Fairy Shader] |
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 |  |  | | Imagem com o efeito de dispersão de pseudo luz (Fairy Shader) desativado | Uma imagem com 30% do efeito de espalhamento de pseudo luz aplicado. Você pode ver que o contorno do lado direito tem uma leve transparência. | Uma imagem em que o efeito de dispersão de pseudo luz é intencionalmente fortemente aplicado 100%. A silhueta do personagem parece que voou branca |
| [Velvet shader] |
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 |  | | Processamento de mapa especular normal que faz com que realces mais fortes apareçam conforme a orientação da face (vetor normal) é relativa à direção da fonte de luz (vetor da fonte de luz) |  |  | | No velvet shader, além disso, é adicionado o processamento de anisotropia que enfraquece o destaque quando o vetor normal é relativo ao vetor da linha de visão (direção da câmera). Esta é apenas uma pseudo reprodução do modelo de reflexão que quando o cabelo curto se parece com um "ponto" da linha de visão, seu reflexo é atenuado, e quando parece uma "linha", seu reflexo é maximizado ... É equivalente |
Finalmente, os visuais de fantasia de "ICO" e "Wanda and the Colossus" foram produto de tentativa e erro. "O desenvolvimento de 'Wanda e o Colossus' ocorreu há cerca de três anos. Como no caso de'ICO ', não introduzimos shaders de desenhos animados (cell shaders) nem buscamos visuais foto-realistas. Falando mal, pode-se dizer que está meio acabado, no início do desenvolvimento a iluminação não ia bem, então tentei adicionar sombras com o volume da sombra do estêncil, e reforcei a influência da luz ambiente. Como resultado de várias tentativas e erros, como ver ..., sinto que de alguma forma cheguei a um visual fantástico. "(Sr. Ueda) Algumas técnicas, como expressão de pele, desfoque de movimento, movimento aditivo, shader de fada, shader de veludo, etc., que também são usados ??em "Wanda e Colossus", são primeiro no LigntWave pelo Sr. Ueda, o inventor técnico, antes do trabalho de programação propriamente dito. Após a realização de um simples trabalho de verificação, a implementação e adequação são realizadas por meio de um processo de propostas a cada responsável. Surpreendentemente, os visuais exclusivos da obra anterior "ICO" e da obra atual "Wanda e Colossus" não se limitaram àqueles calculados por tecnologia avançada. Não apenas programadores visuais, mas também designers propuseram planos visuais, que foram criados por um maravilhoso efeito sinérgico com a habilidade da arte e o produto do ajuste artesanal. A propósito, há muitos fãs de "Wanda e Colossus" ao meu redor, mas todos eles dizem "Eu queria ver" Wanda e Colossus "no PS3 de próxima geração". Uma vez que o trabalho anterior "ICO" foi interrompido de ser produzido no PS1 e a plataforma foi movida para o PS2, que estava chamando a atenção como a máquina da próxima geração naquela época, iremos trazê-lo para o PS3 desta vez. Não havia um plano? “Estou interessado no novo hardware, e acho que se eu começar (migrar para o PS3) conforme a gama de expressão se expande, acho que provavelmente não vai parar mais (risos). Bem, se eu fizesse, já estaria. Vai demorar cerca de 3 anos (risos) "(Sr. Ueda) "No entanto, acho que é uma vantagem que pareça um pouco além das algemas do PS2 atual, então estou feliz que tenha sido concluído com o PS2" (Sr. Sugiyama) Não é a sequência que você quer ver no PS3? Pessoalmente, não acho que faça sentido desenhar os visuais em escala épica que "Wanda e o Colosso" visam com o PS3, que tem como premissa a alta definição. "Até agora, a maioria dos jogos lidou com colisões ponto a ponto da mesma escala, como espadas e espadas, mas as máquinas da próxima geração lidam com colisões com superfícies largas, como" Wanda e Colossus. " Acho que o tema vai ser normal, não posso falar nada sobre o próximo projeto, mas o tema da "ação de agarrar" que faz uso do sentido de escala realizado em "Wanda e o Colosso" pode ter alguma forma. Pode ser usado em. Pode ser significativo antecipar e perceber o que poderia ser um tema de jogo para essas máquinas de próxima geração com a máquina atual ... Concluí este trabalho com o PS2. Também há uma razão para pensar assim. "(Sr. Ueda) ------------------------END Espero que tenham curtido! -Tchollo Ventura |
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