Создание рендеринга и производственных конвейеров для Rainbow Six Mobile

Создание масштабных разрушаемых сред для мобильных устройств представляет собой как рендеринговую, так и производственную проблему. В Rainbow Six Mobile, основное игровое процесс зависит от фрагментации в реальном времени, которая постоянно изменяет видимость, макет и стоимость производительности, создавая постоянное давление на вызовы отрисовки, память и масштабируемость на разнообразном устройстве.

Вместо переноса Tom Clancy’s Rainbow Six Siege на мобильные устройства, команда Ubisoft Montreal заново создала игровой опыт с нуля. Это потребовало переосмысления рендеринга, контентных конвейеров и инструментов для поддержки динамического игрового процесса в рамках строго ограниченного бюджета производительности, сохраняя при этом визуальную и тактическую достоверность, за которую известна франшиза.

За семь лет разработки они разработали конвейер, который тесно связывает оптимизации выполнения с созданием контента. От автоматического создания и проверки карт до систем кастомизированного рендеринга и рабочих процессов шейдеров, необходимость эффективного масштабирования на всех устройствах определяла каждое решение и позволяла быстро вносить изменения.

Rainbow Six Mobile: Кейс Unity

Определяющая особенность Rainbow Six Mobile это система процедурного разрушения. В основе игрового цикла лежит противостояние атакующих и защитников за контроль укрепленных пространств, где прорыв, укрепление и манипуляции окружающей средой так же важны, как и прямой бой. В каждом соревновательном матче, структурированном как короткие тактические столкновения на основе раундов, окружающая среда разрушается, открывая новые линии обзора и изменяя игровые пространства в реальном времени. Хотя эта система необходима для тактического опыта, она создает значительные проблемы с рендерингом.

«По мере разрушения геометрии и открытия пространств отбраковка окклюзии становится менее эффективной, увеличивая количество вызовов отрисовки и влияя на производительность», — объясняет Ориам Де Гивес, руководитель команды программистов в Ubisoft Montreal. «Поскольку разрушение является неотъемлемой частью игрового процесса, оно напрямую определяет, как разрабатываются и оптимизируются уровни».

Для обеспечения динамизма на мобильных устройствах команда внедрила статическую пакетную обработку окружения, чтобы уменьшить количество вызовов отрисовки, что повлияло на создание и сборку активов. «Каждое решение, связанное с конвейером, влияет как на производительность, так и на производственные рабочие процессы», — говорит Де Гивз.

Масштабируемость добавила еще большую сложность. Целевое оборудование варьировалось от высокопроизводительных до малопроизводительных мобильных устройств, что требовало компромиссов, таких как ограничение или исключение неподдерживаемых технологий. «Нам нужно было обеспечить стабильную производительность на большом количестве фрагментированных устройств», — говорит Де Гивз.

Результаты

• Снижение времени начальной настройки для новых карт с недель до секунд
• Сокращение количества вызовов отрисовки, необходимых для рендеринга карты, примерно на 60–70%
• В некоторых сценариях дополнительное снижение бюджета вызовов отрисовки на 20% с использованием пользовательской системы видимости
• Снижение затрат на выполнение системы видимости примерно до 0,12% от бюджета CPU, при этом время рендеринга CPU сокращается на 5–10%

Оптимизация создания карт

В Rainbow Six Mobile, создание карт сосредоточено на быстром, повторяемом создании контента. В центре находится кастомизированная система генерации карт, которая за считанные секунды создает структурированные уровни и варианты игрового процесса, заменяя собой недельную ручную настройку. «Это дает дизайнерам последовательную основу для итераций над компоновкой и игровым процессом без необходимости создавать карты с нуля», — говорит Тито Мораб, технический директор по графике в Ubisoft Montreal.

Карты опираются на взаимосвязанные системы, охватывающие несколько дисциплин, включая искусство, дизайн, игровой процесс, ИИ и аудио. «Инструмент создания на основе шаблонов централизует эти распределенные знания и навязывает последовательную структуру с самого начала», — объясняет Мораб. «Это снижает сложность настройки, минимизирует ошибки конфигурации и обеспечивает последовательные стандарты для новых и дублированных карт».

Ограничения производительности учитываются на этапе создания. Окружающая среда разработана с учетом пакетной обработки и окклюзии, что позволяет дизайнерам оценивать карты с ключевых точек зрения игрового процесса и выявлять проблемы на ранних этапах процесса создания.

Специализированные системы поддерживают итерации, включая светотехнические рабочие процессы, удаленное выпекание и инструменты отладки в редакторе, которые позволяют художникам проверять перерисовку, освещение и сложность сетки непосредственно в редакторе.

Проверка данных для выполнения в реальном времени

После создания карт они проходят структурированную проверку и обработку, которая готовит их к выполнению на устройствах.

«Сначала мы проверяем данные карты на соответствие производственным стандартам», — объясняет Де Гивс. «Система применяет правила иерархии, именования, уровней детализации, материалов и ограничений памяти, с более строгими проверками по мере приближения контента к выпуску».

Эти ограничения уточняются в процессе проверки, когда пакетная обработка, данные об окклюзии и ограничения памяти применяются во время обработки.

Проверка работает непрерывно на всем протяжении конвейера. Данные поступают в конвейер в соответствии с требованиями и проходят проверку, которая адаптируется к этапу разработки. На ранних этапах приоритетом является гибкость для поддержки итераций, в то время как на более поздних этапах применяются более строгие ограничения для обеспечения стабильности и согласованности перед выпуском.

Проверка также применяется к внешним рабочим процессам, таким как освещение. Когда художники запрашивают удаленные задачи обжига, система анализирует входы перед выполнением, выявляя неверные конфигурации на ранней стадии и предотвращая сбой сборки. После завершения обработки результаты возвращаются для проверки, чтобы художники могли проверить и утвердить освещение перед интеграцией.

После отправки ежедневная автоматизированная система переработки преобразует контент в данные, оптимизированные для выполнения. Это включает в себя пользовательскую компоновку на основе бюджета вызовов отрисовки, предварительно вычисленные данные об окклюзии и генерацию вариантов выполнения на этапе выполнения для каждого уровня качества графики. Каждое устройство загружает только необходимые данные, что снижает использование памяти и позволяет избежать ненужных активов.

Инструменты отладки в редакторе поддерживают этот рабочий процесс, визуализируя вызовы отрисовки, прозрачность, освещение и сложность сетки, а также позволяя моделировать работу устройств начального уровня непосредственно в редакторе.

Процедурное разрушение добавляет сложность в рабочее время. Кастомная система видимости преобразует сцены в воксели и предварительно вычисляет данные о линии обзора, чтобы снизить стоимость динамической геометрии и поддерживать производительность во время игры.

Создание инструментов, ориентированных на художника

При разработке инструментов мы уделяем такое же внимание удобству, как и функциональности, с целью создания рабочих процессов, которые художники будут использовать постоянно, сокращая при этом ручную работу и количество ошибок в процессе производства.

«Понимание проблемы, которую решает инструмент, и того, как на самом деле работают художники, имеет решающее значение», — объясняет Мораб. Наблюдая за рабочими процессами и собирая первые отзывы, команда выявила проблемные моменты и быстро внесла изменения в дизайн инструмента.

Эти выводы привели к таким улучшениям, как пакетное редактирование, контекстно-зависимые элементы управления и упрощенные интерфейсы, что позволяет художникам работать эффективно, не заботясь о технической сложности.

Команда также видит большой потенциал в переходе от графического интерфейса Immediate Mode (IMGUI) к набору инструментов UI Toolkit от Unity, который более четко разделяет структуру, стиль и поведение. «Это улучшит сотрудничество между командами технической графики и инженеров, а также сделает инструменты проще в обслуживании и масштабировании», — говорит Мораб.

Ускорение рабочих процессов шейдеров

Наряду с производством и проверкой карт, рабочие процессы шейдеров являются ключевой частью конвейера рендеринга, обеспечивая эффективное масштабирование визуальной точности на всех устройствах.

Рабочие процессы шейдеров и материалов сосредоточены на эффективности для обеспечения высококачественной графики на мобильных устройствах. Технологические художники команды используют Shader Graph для быстрого прототипирования и итераций без необходимости привлекать программистов по графике.

«Shader Graph позволяет нам быстро тестировать визуальные идеи, контролируя при этом стоимость реализации», — объясняет Мораб. «После завершения работы над шейдерами они преобразуются для оптимизации кода и интегрируются в уровни качества, специфичные для каждого устройства».

Для поддержания производительности на всех аппаратных средствах автоматизированные инструменты оценивают изменения шейдеров. Оффлайн-компилятор Mali от ARM интегрируется в качестве инструмента статического анализа, анализирующего изменения шейдеров на нескольких GPU и формирующего отчеты о производительности для каждого уровня устройства. Эти отчеты соответствуют стратегии качества графики проекта, в рамках которой для каждого уровня качества активируются различные ключевые слова и конфигурации.

«Такой подход позволяет визуализировать, как изменения шейдеров масштабируются на разных устройствах и как производительность меняется со временем», — говорит Де Гивс. «Благодаря раннему доступу к этой информации разработчики могут выявлять регрессии, сравнивать варианты и принимать обоснованные решения в процессе ежедневной разработки».

Кастомная система управления вариантами шейдеров на основе интерфейса IPreprocessShaders от Unity контролирует использование памяти, уменьшая количество ненужных комбинаций ключевых слов, сохраняя при этом визуальную гибкость.

Трубопровод также автоматизирует разогрев шейдеров, уменьшая необходимость ручного настроек и предотвращая задержки во время выполнения, чтобы обеспечить плавное воспроизведение на всех устройствах.

Размышления о разработке инструмента для рендеринга

Rainbow Six Mobile’sОпыт разработки показывает, что конвейеры работают лучше всего, когда они поддерживают как художников, так и инженеров.

Мораб подчеркивает, что инструменты должны работать правильно и естественным образом интегрироваться в существующие рабочие процессы: «Когда инструменты сделаны хорошо, они позволяют художникам сосредоточиться на творчестве, в то время как разработчики поддерживают предсказуемые, масштабируемые результаты».

Команда придает приоритет добросовестности, правильному планированию и последовательности. «Согласование создания контента с ограничениями времени выполнения на раннем этапе предотвращает дорогостоящие итерации», — говорит Де Гивес. «Учет требований к производительности на каждом этапе, от генерации карт до оптимизации шейдеров, обеспечивает высокое качество визуализации без ущерба для производительности устройства».

Сотрудничество и совместная ответственность также играют ключевую роль. «Наш технический директор по картам, Винсент Купал, а также более широкие команды по рендерингу и созданию карт сыграли важную роль в успешном создании основы и масштабировании игры», — говорит Мораб.

Загрузите Unity Pro сегодня

Начните создавать игры, которые конкурируют с играми крупных студий и превосходят их по качеству и успеху, с помощью мощных инструментов, поддержки, проверенных партнеров и активного сообщества.