Introduksjon
Moderne spill har nådd store høyder når det gjelder å levere fantastisk realistiske miljøer med flere objekter og karakterer. Mens alle av dem fungerer i forskjellige avstander til utsiktspunktet, er det få som faktisk legger noe til scenen.
Likevel må en motor behandle og gjengi alle objektene. Det er akkurat da LOD kommer inn for å sikre rask gjengivelse. Men det er ikke det.
I dag skal du lære alt du trenger å vite om hva som er LOD og hvorfor du trenger det i spill og karaktermodellering.
Hva er LOD?
LOD eller detaljnivå er metoden for å redusere antall polygon-er i 3D-objekter basert på deres avstand til betrakteren eller kameraet. Modellbyggere bruker det til å redusere arbeidsbelastningen på prosessoren eller grafikkortet og øke effektiviteten til gjengivelsen.
Tilsvarende det er ulike nivåer av detaljgrupper laget for hver del av spilllandskapet. Hver av dem har en annen polygon-telling og tilhører en gruppe, der LOD0-gruppen er en fullstendig detaljert modell og LOD1, LOD2 一 har et lavere detaljnivå, og så videre.
Det kan variere fra flere tusen trekanter i en polygon mesh på det mest detaljerte objektet og knapt hundre på den minst detaljerte versjonen av modellen.
Hvis du lurer på om det påvirker spillernes opplevelse 一 svaret er ja og nei.
Den reduserte visuelle kvaliteten på modellen blir sjelden tatt hensyn til siden objekter er fjerne eller beveger seg raskt. Gjengivelsestiden er imidlertid betydelig forbedret, noe som ikke går ubemerket hen.
Selv om det virker som en løsning som passer alle, kan du fortsatt ikke bruke den på alle spill.
Merk: ikke bruk LOD på veldig enkle objekter med mange trekanter eller spill med statisk kameravisning. I disse tilfellene håndteres mesh-optimalisering annerledes.
LOD-parametre
Ulike objekter befinner seg i ulik avstand til seeren under spillet. Så bare avstand er ikke en gyldig faktor for å definere detaljnivået for hvert objekt, karakter og landskap.
Det er andre noen andre beregninger å vurdere også:
- Objektfunksjoner ー objekter fra den virkelige verden og deres elementer må du inkludere
- Kompleksiteten til funksjonene ー minimumsstørrelsen på funksjonene i den virkelige verden og kompleksiteten til deres geometri
- Semantikk ー romlig-semantisk koherens
- Dimensjoner ー geometridimensjon for hver funksjon
- Tekstur ー kvalitetsnivået som kreves for hver funksjon hvis du trenger å strukturere et objekt
Når du har definert disse, må du velge hvilken teknikk du skal bruke for å lage LOD for objektet ditt.
Detaljnivåstyringsteknikker
LOD hjelper til levere tilstrekkelig visuell kvalitet samtidig som man unngår unødvendig beregning ved hjelp av algoritmen. Imidlertid er moderne tilnærminger skreddersydd til den gjengitte informasjonen som er langt fra det den opprinnelige algoritmen var tilbøyelig til å gjøre.
Basert på situasjonen er det 2 hovedmetoder.
Diskrete detaljnivåer (DLOD)
Ved å bruke den diskrete metoden lager du flere diskrete eller distinkte versjoner av objektet med et annet detaljnivå. For å få dem alle trenger du en ekstern algoritme som brukes i ulike polygon-reduksjonsteknikker.
Under gjengivelsen erstattes de versjonene av objektene med et høyere detaljnivå med objektene med et lavere detaljnivå og omvendt. Det forårsaker en visuell sprett under overgangen som du bør til enhver tid.
Kontinuerlige detaljeringsnivåer (CLOD)
En kontinuerlig detaljmetode er best egnet for ytelsesintensive applikasjoner og bevegelige objekter. Den lar deg variere detaljene lokalt. Som et resultat kan du presentere den ene siden av objektet nærmere betrakteren med flere detaljer og den andre siden med redusert detaljnivå.
Det er mulig på grunn av strukturen som brukes i metoden hvor detaljspekteret kontinuerlig varierer. CLOD lar deg velge detaljnivået som passer for visse situasjoner. På grunn av de få involverte operasjonene, denne metoden gir både lavere CPU og raskere ytelse.
Optimaliser nivået av LOD for et 3D-objekt
Når du begynner å lage polygon meshes, er det første spørsmålet som dukker opp i hodet ditt ー hva er det rimelige antallet LOD?
Det høres kanskje enkelt ut, men det er den andre viktige tingen å vite etter at du har lært hva som er LOD.
Og her er hvorfor.
Hvis du reduserer bare noen få hjørner i en polygon mesh, vil det ikke være noen betydelig ytelsesforbedring. Alle versjoner av objektet vil bli gjengitt nesten likt. Deretter, hvis du reduserer polygons for mye, vil LOD-byttet være for merkbart.
Proff-tips: bruk en uskreven regel om å redusere antallet polygons med 50% for hvert objekt i gruppen (LOD1, LOD2, LOD3, osv.), men skreddersy det likevel til størrelsen og betydningen av et objekt.
Dessuten koster LOD meshes deg minne og CPU-arbeidsmengde. Så for mange av dem vil kreve mye behandling og øke filstørrelsen. Husk på det.
Hvordan lage LOD Meshes?
Med alt det fine 3D-modelleringsprogramvare og modifikatorer de kommer med, bør det ikke være vanskelig for deg å lage LOD meshes for spillobjektene dine.
Likevel kan du gjøre dette både manuelt og automatisk.
Manuelt
Når du oppretter et detaljnivå manuelt er alt du trenger å gjøre fjerne et visst antall hjørner av et 3D-objekt og løkkene til polygons. Du kan også slå av smoothen for LOD-ene dine.
Mens du gjør dette i programvaren, krever det fortsatt mye tid. Så det kan være bedre å automatisere denne prosessen.
Automatisk
Med det automatiske alternativet har du omvendt mye flere alternativer. Du kan bruke modifikatoren inne i 3D-programvaren vi nettopp har nevnt. De mest populære er ProOptimizer for 3DSMax eller Generer LOD Meshes i Maya.
Hvis du vil, kan du gå med en separat LOD-generasjonsprogramvare som Simplygon eller utforske de innebygde LOD-generasjonsfunksjonene som noen spillmotorer tilbyr (f.eks Unreal Engine 4).
I alle fall, når du oppretter LOD meshes automatisk trenger du bare å spesifisere modellene i LOD-numrene og avstanden fra kameraet hver av dem står for.
Merk: når du arbeider med automatiske verktøy, ta vare på sikkerhetskopiene av arbeidet ditt og gjør riktig testing for å sikre at de ikke skader UV-ene til modellen din.
Detaljnivået er et must for avanserte spill siden det påvirker seernes opplevelse og gjengivelsestiden for hele innstillingen. Så snart du begynner å sette deg inn i det og lære hvordan 3D-modellere, å lage LOD virker som en lek. Spesielt med alle detaljene du har lært i dag.
