Einführung
Moderne Spiele haben es geschafft, atemberaubend realistische Umgebungen mit zahlreichen Objekten und Charakteren zu schaffen. Obwohl sie alle in unterschiedlichen Entfernungen zum Blickpunkt stehen, tragen nur wenige wirklich etwas zur Szene bei.
Trotzdem muss eine Engine alle Objekte verarbeiten und rendern. Genau hier kommt LOD ins Spiel, um ein schnelles Rendering zu gewährleisten. Aber das ist noch nicht alles.
Heute erfährst du alles, was du darüber wissen musst, was LOD ist und warum du es im Spiel brauchst. Charaktermodellierung.
Was ist LOD?
LOD oder die Detaillierungsgrad ist die Methode zur Reduzierung der Anzahl von polygons in 3D-Objekten auf der Grundlage ihrer Entfernung zum Betrachter oder zur Kamera. Modellierer/innen nutzen sie, um die Arbeitslast der CPU oder der Grafikkarte zu verringern und die Effizienz des Renderings zu erhöhen.
Dementsprechend, es gibt verschiedene Ebenen von Detailgruppen für jedes Stück der Spiellandschaft erstellt. Jedes von ihnen hat eine andere polygon-Zahl und gehört zu einer Gruppe, wobei die LOD0-Gruppe ein vollständig detailliertes Modell ist und LOD1, LOD2 一 einen niedrigeren Detailgrad haben usw.
Sie kann von mehreren tausend Dreiecken in einer Polygonnetz auf das detaillierteste Objekt und kaum hundert auf die am wenigsten detaillierte Version des Modells.
Wenn du dich fragst, ob es die Erfahrung der Spieler beeinflusst 一 die Antwort ist ja und nein.
Die geringere visuelle Qualität des Modells wird selten beachtet, da die Objekte weit entfernt sind oder sich schnell bewegen. Die Renderingzeit wird jedoch deutlich verbessert, was nicht unbemerkt bleibt.
Auch wenn es wie eine Einheitslösung aussieht, kannst du sie nicht auf alle Spiele anwenden.
Hinweis: verwende LOD nicht bei sehr einfachen Objekten mit vielen Dreiecken oder Spielen mit statischer Kameraansicht. In diesen Fällen wird die mesh-Optimierung anders gehandhabt.
LOD-Parameter
Die verschiedenen Objekte befinden sich während des Spiels in unterschiedlichen Entfernungen zum Betrachter. Die Entfernung allein ist also kein gültiger Faktor, um den Detailgrad der einzelnen Objekte, Figuren und Landschaften zu bestimmen.
Es gibt auch noch andere Kennzahlen, die du beachten solltest:
- Objektmerkmale ー reale Objekte und ihre Elemente, die du einbeziehen musst
- Die Komplexität der Merkmale ー Mindestgröße der realen Merkmale und die Komplexität ihrer Geometrie
- Semantik ー räumlich-semantische Kohärenz
- Abmessungen ー Geometrische Dimension jedes Merkmals
- Textur ー die für jedes Merkmal erforderliche Qualitätsstufe, wenn du ein Objekt texturieren musst
Sobald du diese definiert hast, musst du dich für eine Technik entscheiden, mit der du LOD für dein Objekt erstellen kannst.
Detailgenaue Managementtechniken
LOD hilft dabei angemessen liefern visuelle Qualität bei gleichzeitiger Vermeidung von unnötigen Berechnungen mit Hilfe des Algorithmus. Moderne Ansätze sind jedoch auf die gerenderten Informationen zugeschnitten, was weit von dem entfernt ist, wofür der ursprüngliche Algorithmus anfällig war.
Je nach Situation gibt es 2 Hauptmethoden.
Diskrete Detailstufen (DLOD)
Mithilfe der diskreten Methode erstellst du mehrere diskrete oder unterschiedliche Versionen des Objekts mit einem anderen Detailgrad. Um sie alle zu erhalten, brauchst du einen externen Algorithmus, der in verschiedenen polygon-Reduktionsverfahren verwendet wird.
Beim Rendern werden die Objekte mit einem höheren Detailgrad durch Objekte mit einem niedrigeren Detailgrad ersetzt und umgekehrt. Das verursacht ein visuelles Popping während des Übergangs, das du auf jeden Fall vermeiden solltest.
Kontinuierliche Detailstufen (CLOD)
Die Methode des kontinuierlichen Detaillierungsgrads ist am besten geeignet für leistungsintensive Anwendungen und bewegte Objekte. Sie ermöglicht es dir, die Details lokal zu variieren. So kannst du eine Seite des Objekts, die näher am Betrachter liegt, mit mehr Details und die andere Seite mit weniger Details darstellen.
Das ist aufgrund der Struktur der Methode möglich, bei der das Spektrum der Details kontinuierlich variiert. CLOD ermöglicht es dir, den für bestimmte Situationen geeigneten Detaillierungsgrad zu wählen. Wegen der wenigen beteiligten Vorgänge, diese Methode bietet sowohl eine geringere CPU-Leistung als auch eine schnellere Leistung.
Optimiere den LOD-Level für ein 3D-Objekt
Wenn du anfängst, polygon meshes zu erstellen, ist die erste Frage, die dir durch den Kopf geht, ー Was ist die angemessene Anzahl von LOD?
Es mag einfach klingen, aber es ist die zweite wichtige Sache, die du wissen musst, nachdem du gelernt hast, was LOD ist.
Und hier ist der Grund dafür.
Wenn du nur ein paar Eckpunkte in einer polygon mesh reduzierst, wird es keine signifikante Leistungsverbesserung geben. Alle Versionen des Objekts werden fast gleich gerendert. Wenn du die polygons zu stark reduzierst, wird der LOD-Wechsel zu deutlich.
Profi-Tipp: eine ungeschriebene Regel anwenden, nach der die Anzahl der polygons um 50% für jedes Objekt der Gruppe (LOD1, LOD2, LOD3 usw.) reduziert wird, aber dennoch auf die Größe und Wichtigkeit eines Objekts abgestimmt wird.
Außerdem kosten LOD meshes Arbeitsspeicher und CPU-Last. Wenn du also zu viele davon hast, musst du viel verarbeiten und die Datei wird größer. Behalte das im Hinterkopf.
Wie erstellt man LOD Meshes?
Mit all den ausgefallenen 3D-Modellierungssoftware und Modifikatoren, die sie mitbringen, sollte es dir nicht schwerfallen, LOD meshes für deine Spielobjekte zu erstellen.
Du kannst dies jedoch sowohl manuell als auch automatisch tun.
Manuell
Wenn du eine Detailebene manuell erstellst, brauchst du nur eine bestimmte Anzahl von Scheitelpunkten eines 3D-Objekts entfernen und die Schleifen von polygons. Du kannst auch die Glättung für deine LODs ausschalten.
Auch wenn du das in der Software machst, ist es trotzdem sehr zeitaufwändig. Es wäre also besser, diesen Prozess zu automatisieren.
Automatisch
Mit der automatischen Option hast du dagegen viel mehr Möglichkeiten. Du kannst den Modifikator innerhalb der 3D-Software verwenden die wir gerade erwähnt haben. Die beliebtesten sind ProOptimizer für 3DSMax oder LOD generieren Meshes in Maya.
Wenn du möchtest, kannst du eine separate LOD-Generierungssoftware wie Simplygon verwenden oder die integrierten LOD-Generierungsfunktionen einiger Spiel-Engines nutzen (z.B. Unreal Engine 4).
Wenn du LOD meshes erstellst, musst du in jedem Fall Du musst lediglich die Modelle in den LOD-Nummern und den Abstand zur Kamera angeben. jeder von ihnen steht für.
Hinweis: Wenn du mit automatischen Werkzeugen arbeitest, solltest du Sicherungskopien deiner Arbeit anfertigen und sie gründlich testen, um sicherzustellen, dass sie die UVs deines Modells nicht beschädigen.
Der Detailgrad ist ein Muss für High-End-Spiele, denn er beeinflusst das Erlebnis der Zuschauer und die Rendering-Zeit des gesamten Settings. Sobald du anfängst, dich damit zu beschäftigen und zu lernen wie man 3D-Modelle erstelltscheint die Erstellung von LOD ein Kinderspiel zu sein. Besonders mit all den Details, die du heute gelernt hast.
