Introducción
Los juegos modernos han alcanzado grandes cotas en la creación de entornos impresionantemente realistas con múltiples objetos y personajes. Aunque todos ellos funcionan a diferentes distancias del punto de vista, pocos aportan realmente algo a la escena.
Sin embargo, un motor tiene que procesar y renderizar todos los objetos. Es precisamente cuando entra en juego el LOD para garantizar una renderización rápida. Pero eso no es todo.
Hoy vas a aprender todo lo que necesitas saber sobre qué es el LOD y por qué lo necesitas en el juego y modelado de personajes.
¿Qué es el LOD?
LOD o el nivel de detalle es el método de reducir el número de polygon en los objetos 3D en función de su distancia al espectador o a la cámara. Los modeladores lo utilizan para reducir la carga de trabajo de la CPU o de la tarjeta gráfica y aumentar la eficacia del renderizado.
En consecuencia, hay varios niveles de grupos de detalle creados para cada pieza del escenario del juego. Cada uno de ellos tiene un recuento de polygon diferente y pertenece a un grupo, donde el grupo LOD0 es un modelo totalmente detallado y LOD1, LOD2 一 tienen un nivel de detalle menor, y así sucesivamente.
Puede ir desde varios miles de triángulos en un malla poligonal en el objeto más detallado y apenas un centenar en la versión menos detallada del modelo.
Si te preguntas si influye en la experiencia de los jugadores 一 la respuesta es sí y no.
La reducción de la calidad visual del modelo rara vez se tiene en cuenta, ya que los objetos están alejados o se mueven rápidamente. Sin embargo, el tiempo de renderizado mejora considerablemente, lo que no pasa desapercibido.
Aunque parece una solución única, no se puede aplicar a todos los juegos.
Nota: no utilices LOD en objetos muy simples con muchos triángulos o en juegos con vista de cámara estática. En estos casos, la optimización mesh se maneja de forma diferente.
Parámetros LOD
Los distintos objetos están situados a distintas distancias del espectador durante el juego. Por tanto, la distancia únicamente no es un factor válido para definir el nivel de detalle de cada objeto, personaje y escenario.
También hay que tener en cuenta otras métricas:
- Características del objeto ー objetos del mundo real y sus elementos que debes incluir
- La complejidad de las características ー tamaño mínimo de los elementos del mundo real y la complejidad de su geometría
- Semántica ー coherencia espacio-semántica
- Dimensiones ー dimensión geométrica de cada característica
- Textura ー el nivel de calidad requerido para cada característica si necesitas texturizar un objeto
Una vez definidos, tienes que elegir qué técnica utilizar para crear el LOD de tu objeto.
Técnicas de gestión del nivel de detalle
La LOD ayuda a proporcionar un servicio adecuado calidad visual, evitando cálculos innecesarios con la ayuda del algoritmo. Sin embargo, los enfoques modernos se adaptan a la información renderizada, lo que dista mucho de lo que pretendía el algoritmo original.
En función de la situación, hay dos métodos principales.
Niveles de detalle discretos (DLOD)
Utilizando el método discreto, creas múltiples versiones discretas o distintas del objeto con un nivel de detalle diferente. Para obtenerlos todos necesitas un algoritmo externo que se utiliza en diversas técnicas de reducción de polygon.
Durante el renderizado, las versiones de los objetos con mayor nivel de detalle se sustituyen por los objetos con menor nivel de detalle y viceversa. Esto provoca un "popping" visual durante la transición, que es conveniente que se produzca en todo momento.
Niveles de detalle continuos (CLOD)
El método del nivel de detalle continuo es el más adecuado para aplicaciones de alto rendimiento y objetos en movimiento. Te permite variar el detalle localmente. Como resultado, puedes presentar un lado del objeto más cercano al espectador con más detalle y el otro lado con un nivel de detalle reducido.
Esto es posible gracias a la estructura utilizada en el método, donde el espectro de detalle varía continuamente. El CLOD te permite elegir el nivel de detalle adecuado para determinadas situaciones. Debido a las pocas operaciones que se realizan, este método proporciona una CPU más baja y un rendimiento más rápido.
Optimizar el nivel de LOD de un objeto 3D
Cuando empiezas a crear polygon meshes, la primera pregunta que surge en tu cabeza es ー ¿cuál es el número razonable de LOD?
Puede parecer sencillo, pero es la segunda cosa importante que hay que saber después de aprender qué es el LOD.
Y he aquí la razón.
Si reduces sólo unos pocos vértices en un polygon mesh no habrá ninguna mejora de rendimiento significativa. Todas las versiones del objeto se renderizarán casi igual. En cambio, si reduces demasiado los polygon, el cambio de LOD se notará demasiado.
Consejo profesional: utilizar una regla no escrita de reducir el número de polygon en 50% para cada objeto del grupo (LOD1, LOD2, LOD3, etc.), pero adaptándolo al tamaño y la importancia de un objeto.
Además, los LOD meshes te cuestan memoria y carga de trabajo de la CPU. Por lo tanto, un número excesivo de ellos requerirá mucho procesamiento y aumentará el tamaño del archivo. Tenlo en cuenta.
¿Cómo crear LOD Meshes?
Con toda la fantasía Software de modelado 3D y los modificadores que incorporan, no debería resultarte difícil crear LOD meshes para tus objetos de juego.
Aun así, puedes hacerlo tanto manual como automáticamente.
Manualmente
Cuando creas un nivel de detalle manualmente todo lo que tienes que hacer es eliminar cierto número de vértices de un objeto 3D y los bucles de polygon. También puedes desactivar el suavizado para tus LODs.
Aunque lo hagas dentro del software, sigue requiriendo mucho tiempo. Por lo tanto, sería mejor que automatizaras este proceso.
Automáticamente
En cambio, con la opción automática tienes muchas más opciones. Puedes utilizar el modificador dentro del software 3D que acabamos de mencionar. Los más populares son ProOptimizer para 3DSMax o Generar LOD Meshes en maya.
Si quieres, puedes recurrir a un software de generación de LOD independiente, como Simplygon, o explorar las funciones de generación de LOD integradas que ofrecen algunos motores de juego (por ejemplo, Unreal Engine 4).
En cualquier caso, al crear el LOD meshes automáticamente sólo tienes que especificar los modelos en los números LOD y la distancia a la cámara cada uno de ellos representa.
Nota: cuando trabajes con herramientas automáticas guarda las copias de seguridad de tu trabajo y haz las pruebas oportunas para asegurarte de que no dañan las UV de tu modelo.
El nivel de detalle es imprescindible para los juegos de gama alta, ya que influye en la experiencia de los espectadores y en el tiempo de renderización de todo el escenario. En cuanto empieces a meterte en faena y aprendas cómo modelar en 3Dcrear el LOD parece un juego de niños. Especialmente con todos los detalles que has aprendido hoy.
