Seznam kapitol
V dnešním článku nahlédneme pod pokličku jednoho z nejočekávanějších hnacích motorů her příští generace, které se díky tomuto základu opět o notný kus přiblíží realitě. Kdo se alespoň trošku orientuje ve světě her, tak ví, že na programu je Unreal Engine 3.
Unreal Engine 3 - Virtual Displacement Mapping a Normal Mapping
Virtual Displacement Mapping
Unreal Engine 3 bude podporovat snad všechny možné moderní technologie, které dokáží simulovat podmínky velmi podobné reálnému světu. Samozřejmě foto-realistická grafika je ještě hudbou budoucnosti, ale přesto je tento engine narozdíl od toho z Doomu 3 krok tím správným směrem, neboť neprofituje jen z nasazení jedné nosné technologie, kterou byl u enginu z dílen ID Software bump mapping, jenž je velmi náročný na paměť akcelerátoru (celkově je použití obyčejné normálové mapy pro všechny povrchy příliš těžkopádné).
Východisko představuje tak zvaný Virtual Displacement Mapping, který je znám jako Parallax-mapping či off-set mapping. Tato technologie dokáže simulovat velmi komplexně a geometricky náročný model povrchu, který navíc nestojí ani polygon navíc a tvoří se z dvourozměrné textury. Díky moderním grafickým čipům (DX 9.0 a výše) můžeme nahrazovat vertexové transformace uměle vytvořenými programy, které známe jako vertex programs a fragment programs (OpenGL ARB), čili úprava vlastností zobrazení pro každý pixel.
Princip tkví v nanesení textury na plochý povrch a změně souřadnic jednotlivých pixelů dané textury, což má za následek relativní změnu polohy některých částí textury vůči ostatním, kde pak vzniká dojem geometrické nerovnosti. Výsledný efekt je však složen z mnoha změn, které zahrnují jak změnu koordinátu samotné textury, tak změnu barvy pro každý pixel a změnu samotných vertexů. Upravená vertexová data a rovněž modifikovaná data koordinátů textury se pak dále použijí pro výpočet barvy a osvětlení pro každý pixel. Prospěšnost tohoto řešení vynikne především při použití per-pixel osvětlení a odlesků, které odhalí potenciál této technologie naplno.
klikněte pro zvětšení
Jak vidíme, tak z této technologie budou profitovat jak interiéry tak exteriéry a celkový efekt je docílen bez jediného polygonu navíc. Abych pořád nehaněl engine Doomu 3, tak musím dodat, že i on je schopen pracovat s Parallax mappingem, který si můžete vyzkoušet s tímto
. Na obrázcích vidíte jasně dopad této technologie, což dokazuje větší plastičnost spolu s per-pixel lighting zdrojem.
Normal Mapping
Většina modelů v Unreal Engine 3.0 využívá ke svému vzniku stejně jako postavy v Doomu 3 normálové mapy, které jsou jednou z nejpřínosnějších technologií současné herní 3D grafiky. Normal Mapping použitý u modelů postav vytváří dojem realističtějších modelů z mnoha miliónů polygonů, které pak ve výsledku nejsou tak náročné na real-timeové rozhýbaní ve hře. Grafický engine Epicu bude mít opravdu velmi vyrovnaný poměr mezi počtem polygonů a normálovými mapami, takže se nebude konat pochod "hranáčků" ze hry Doom 3, která ač je v současné době asi nejlépe vypadající hrou, tak jisté nedostatky samotného engine vykazuje už dnes. John Carmack prohlásil, že jeho nový engine není zdaleka na konci svých možností, a tak nezbývá už nic jiného, než čekat, s čím nás tento guru ID Software překvapí.
Na obrázcích vidíte, jak vzniká konečný model postavy právě v Unreal Engine 3, ale postup se dá považovat za zcela obecný. Ve 3D Studiu Max jsou prvně vytvořeny dva modely téže postavy, z nichž jedna má kolem 5000-6000 polygonů a druhá je naprosto detailní s počtem polygonů přesahujícím 2 000 000. Postava s velmi vysokým počtem polygonů se použije k sejmutí speciální barevné textury (založena na UV koordinátech modelu s malým počtem polygonů) pomocí programu ATi Normal Mapper či pluginu do grafických programů jako je 3D Studio Max nVidia CG.
klikněte pro zvětšení
vlevo: 5,287 polygonový model pro použití se sejmutou normálovou mapou. Čistě geometrický model postavy s 2,000,000 polygony ve 3D studiu Max.
vpravo: Konečný produkt snažení - postava s aplikovaným normal mappingem a dalšími technikami jako per-pixel lighting a shadowing.
klikněte pro zvětšení
Scéna exteriéru s více než 100 000 milióny polygony. Wireframe (síťový model) - skutečný počet však nepřekročí 500 000 polygonů.
klikněte pro zvětšení
Normálová mapa představuje speciální texturu sejmutou z detailního modelu, která obsahuje koordináty jednotlivých normál a ta pak po nanesení na model o mnohem menším počtu polygonů slouží k výpočtům osvětlení (lighting) a odlesků (specular). Pravě zdroje per-pixel lighting a shadowing jsou pro reálnější vzhled takto mapovaného objektu zcela zásadní.
