Как BlackMill Games улучшила качество графики и производительность в игре «Галлиполи»

«Галлиполи» — четвертая самостоятельная игра из серии игр о Первой мировой войне (ПМВ) от BlackMill Games, следующая за «Верденом», «Танненбергом» и «Изонцо». Продолжая традицию студии по созданию тактических FPS-игр, основанных на исторических событиях, игра «Галлиполи» переносит игроков на малоизученный ближневосточный фронт Первой мировой войны.

В игре представлены культовые и разнообразные локации, выходящие за рамки знаменитых высадок на пляже, — в том числе пустыни, переправы через реки, города и горы. Его фирменный режим «Экспедиция» поддерживает сражения с участием 50 игроков (25 на 25) и включает три новых фракции: Вооруженные силы Австралии и Новой Зеландии, Британская империя и Османская империя.

На протяжении всего процесса разработки команда ставила перед собой цель поднять планку качества графики, реалистичности анимации и погружения в игровую среду. Эта цель побудила их перенести техническую основу серии с встроенного рендерного конвейера Unity на рендерный конвейер высокой четкости (HDRP) — это был значительный шаг вперед, сопровождавшийся целым рядом сложностей. Вот как команда справилась с этими трудностями.

Галлиполи: Пример из практики Unity

Как студия повышает качество графики, реалистичность анимации и степень погружения в окружающую среду?

Опираясь на успех своей предыдущей игры «Изонцо», команда решила ещё больше повысить качество графики в «Галлиполи», перейдя со встроенного рендерного конвейера Unity на рендерный конвейер высокой четкости.

«Переход на HDRP позволил нам добиться графики нового поколения, уменьшить зависимость от сторонних инструментов и воспользоваться новейшими функциями и исправлениями Unity 6.2», — говорит Фрэнк ван Халтерен, художественный директор BlackMill Games. «Это также позволило добиться более высокой плотности текселей, минимизировать визуальные компромиссы и ускорить процесс итерации, не ожидая обновлений внешних инструментов».

Этот переход не обошёлся без трудностей. «Переход на HDRP потребовал переработки контента в соответствии с новыми стандартами, а также освоения возможностей HDRP для улучшения качества ресурсов», — объясняет Бен Эванс, технический директор команды. «Мы адаптировали наши рабочие процессы с учетом специфики инструментов HDRP, таких как система наклеек (Decal System), которая позволяет добавлять мелкие детали к объектам сцены, при этом сохраняя высокую производительность, несмотря на возросшую сложность».

Результаты

• С помощью новой системы аватаров за две минуты было наложено 300 текстур и обработано 3 000 сет
• Создана окончательная сетка игрока из более чем 20 частей за всего 0,4 мс времени основного потока во время выполнения
• Сократить время выпечки с примерно 30 минут до нескольких минут
• Достигнуто увеличение скорости до 10 000 раз при выполнении таких задач, как просчёт лучей, модификация сетки, запекание аватаров и проверки зрительного восприятия Vision ИИ

Повышение качества изображения

Чтобы повысить общую качество графики, команда увеличила детализацию сетки и количество треугольников, чтобы создать более четкие и реалистичные окружения. «Поскольку это FPS, нам необходимо обеспечить высокое качество графики во всем игровом мире, что может оказаться довольно сложной задачей», — говорит ван Халтерен. «Нам пришлось найти баланс между детализацией и сложностью».

Еще одним ключевым моментом было точное воспроизведение текстур. Для достижения более высокого разрешения и визуальной целостности команда сократила количество объединений материалов, чтобы сохранить плотность текселей, а также более рационально использовала текстуры с высоким уровнем детализации на различных поверхностях и элементах персонажей. Кроме того, они вложили средства в создание более исторически точных моделей персонажей.

«Наш художник-аниматор пересмотрел некоторые старые модели Вердена и обнаружил, что их можно улучшить. «Теперь наши персонажи выглядят так реалистично, как никогда раньше».

Переработка анимаций

Переработка анимации позволила повысить реалистичность и целостность всех визуальных компонентов игры. Объединив инструменты анимации, освещения и создания игрового мира, команда создала более гибкую и кинематографичную основу как для игрового процесса, так и для повествования.

«Timeline от Unity стала основой для координации кинематических роликов и событий в игре, обеспечивая воспроизведение данных моушн-каптуры и динамические переходы между временами суток, используемые в трейлерах», — говорит Эванс. «Cinemachine превратилась для нас из инструмента для создания трейлеров в полноценную интегрированную систему камер, позволяющую создавать плавные переходы и реалистичную дрожание камеры, не нарушая эффекта погружения».

Внедрение пакета Unity Animation Rigging позволило устранить ограничения, связанные с устаревшей системой IK из Isonzo, а также значительно улучшить взаимодействие персонажей с поверхностью и управление оружием. Такие функции, как Foot IK и динамическое оснащение оружием, позволили команде более точно контролировать движения и позы, а анимация на основе Splines добавила реалистичности сложным объектам, таким как ленты для крупнокалиберных пулемётов и механические компоненты, благодаря чему поршни и Bolts двигались естественно без необходимости ручной перенастройки связей.

«Использование технологии захвата движения кардинально трансформировало ходу персонажей, придав солдатам большее ощущение веса и реалистичности при передвижении по грязи, песку и склонам», — добавляет ван Халтерен. «Каждый бег, каждый шаг и каждое восхождение теперь отражают физическую нагрузку, связанную с передвижением по пересеченной местности».

Оценка воздействия на окружающую среду

Команда значительно улучшила атмосферу игры благодаря полной переработке систем освещения окружающей среды, погоды и воды. С помощью VFX Graph в Unity они разработали сложные эффекты частиц, позволяющие с большей реалистичностью и эффективностью отображать масштабные взрывы, дым и обломки. Благодаря 6-канальной подсветке частицы естественно реагировали на динамические источники света в самых разных условиях.

«С помощью систем освещения и тумана HDRP, основанных на физических законах, мы смоделировали динамические погодные условия и атмосферу поля боя — от солнечного света, пробивающегося сквозь дымку, до густых, заполненных дымом зон боевых действий», — говорит ван Халтерен. «Эти усовершенствования позволили еще больше погрузиться в игру и укрепили связь между визуальным оформлением окружающей среды и игровым процессом».

Интегрированные инструменты рендеринга в HDRP также позволили улучшить качество отображения водных объектов во всех локациях Галлиполи. «Нам удалось создать бесконечные океаны, реки и лужи, дополненные имитацией пены, наклейками, каустикой и отражениями в пространстве экрана, что обеспечивает плавное слияние с ландшафтом», — говорит Эванс. «Мы также ввели зоны, запретные для прохода малых судов, что позволило решить давние проблемы, связанные с использованием ранее применявшихся сторонних инструментов».

Усиление объемного освещения

Команда повысила визуальную реалистичность, в полной мере задействовав системы объемного освещения HDRP, что позволило создать более насыщенную атмосферу и глубину во всех локациях. В запыленных и засушливых локациях свет теперь естественным образом рассеивается в дымке, а висящий в воздухе дым и обломки от взрывов усиливают эффект погружения и кинематографическую выразительность.

«Благодаря внедрению технологии Adaptive Probe Volumes (APV) мы заменили традиционные карты освещения и сократили время просчёта с примерно 30 минут до всего нескольких», — говорит Михал Вильчински, программист из BlackMill Games. «Это позволило ускорить итерации, реализовать динамическое освещение персонажей и окружающей среды с точностью до пикселя, а также сократить объем используемой памяти».

Единый рабочий процесс Shader Graph позволил оптимизировать как разработку шейдеров, так и визуальную согласованность. Команда разработала собственную библиотеку узлов для сглаживания рельефа, упаковки текстур и создания градиентов поверхности, а полный доступ к исходному коду позволил внедрять собственный код для решения специфических задач рендеринга. Такие инструменты, как Rendering Debugger и Performance Panel, также способствовали оптимизации рабочего процесса, позволяя быстро проводить тестирование непосредственно в игре.

Оптимизация производительности и стабильности игры

Основное внимание уделялось оптимизации производительности, для чего использовалось сочетание инструментов Unity и настраиваемых рабочих процессов, чтобы обеспечить плавную работу игры в сложных условиях. «C# Job System обеспечила безопасное многопоточное выполнение ресурсоемких операций, что позволило увеличить скорость выполнения таких задач, как просчёт лучей, модификация сетки, запекание аватаров и проверки Vision ИИ, вплоть до 10 000 раз», — говорит Вильчински.

Компилятор Burst ещё больше повысил эффективность работы скриптов, а ежедневный анализ производительности с помощью Unity Profiler помог команде выявить узкие места в работе сети и графического процессора.

«Ключевые системы были переработаны с целью устранения давних проблем. «Рендеринг теней был заменен на освещение в реальном времени, при этом каскады направленного освещения для удаленного ландшафта обновляются по мере необходимости, что позволяет повысить частоту смены кадров», — говорит Вильчински. «При наложении изображений с нескольких камер для отображения в режиме прицела использовались повторно данные о тенях и отсеивании объектов, что позволило избавиться от значительных вычислительных затрат, характерных для предыдущих проектов».

Использование Unity 6 позволило значительно повысить производительность. Отладчик рендеринга обеспечил возможность анализа в режиме реального времени и проверки шейдеров, а отладка LOD вершин помогла команде визуально настроить параметры LOD. Отладка перерисовки визуальных эффектов позволила дополнительно оптимизировать использование прозрачности и частиц. Эти инструменты позволили команде отказаться от устаревших сторонних компонентов, таких как Perfect Culling, и обеспечить плавную интеграцию с GPU Resident Drawer для более эффективного отсеивания и рендеринга.

Оглядываясь назад на процесс развития

Проанализировав процесс разработки, команда выделила основные уроки и возможности для совершенствования. Эванс отметил, что использование контрольных камер для отслеживания изменений в визуальном ряде и качестве исполнения с течением времени позволило бы получить более четкие ориентиры для производства.

Ван Халтерен подчеркнул, что сплоченность играет ключевую роль: Выразительная цветовая палитра, сдержанный визуальный шум и единообразное визуальное оформление производят сильное впечатление. Он также подчеркнул важность разработки визуального стиля на ранних этапах процесса, отметив, что время, потраченное на доработку первых 25 % игры, задает тон всей дальнейшей разработке.

Эти выводы подчеркивают важность планирования, экспериментов и внимания к деталям на ранних этапах — уроки, которые, несомненно, помогут команде в будущем.

Загрузите Unity Pro сегодня

Начните создавать игры, которые смогут составить конкуренцию релизам крупных студий и превзойти их по качеству и успеху, воспользовавшись мощными инструментами, поддержкой, проверенными партнерами и активным сообществом.