Introdução
Os jogos modernos alcançaram grandes alturas ao proporcionar ambientes de tirar o fôlego com múltiplos objetos e personagens. Enquanto todos eles funcionam a diferentes distâncias do ponto de vista, poucos realmente acrescentam algo à cena.
Entretanto, um motor tem que processar e renderizar todos os objetos. É exatamente quando o LOD entra em jogo para garantir a renderização rápida. Mas não é isso.
Hoje você vai aprender tudo o que precisa saber sobre o que é LOD e porque você precisa dele no jogo e modelagem de caracteres.
O que é LOD?
LOD ou o nível de detalhe é o método para reduzir o número de polygons em objetos 3D com base em sua distância ao espectador ou à câmera. Os modeladores o utilizam para reduzir a carga de trabalho na CPU ou na placa gráfica e aumentar a eficiência da renderização.
Correspondentemente, há vários níveis de grupos de detalhes criado para cada peça do cenário do jogo. Cada um deles tem uma contagem diferente de polygon e pertence a um grupo, onde o grupo LOD0 é um modelo totalmente detalhado e LOD1, LOD2 一 tem um nível de detalhe inferior, e assim por diante.
Pode variar de vários milhares de triângulos em um malha de polígono no objeto mais detalhado e apenas uma centena na versão menos detalhada do modelo.
Se você está se perguntando se isso influencia a experiência dos jogadores 一 a resposta é sim e não.
A qualidade visual reduzida do modelo raramente é alvo de atenção, uma vez que os objetos estão distantes ou se movendo rapidamente. No entanto, o tempo de renderização é significativamente melhorado, o que não passa despercebido.
Embora pareça uma solução de tamanho único, você ainda não pode aplicá-la a todos os jogos.
Nota: não use LOD em objetos muito simples com muitos triângulos ou jogos com visão estática da câmera. Nesses casos, a otimização do mesh é tratada de forma diferente.
Parâmetros de LOD
Objetos diferentes estão localizados a distâncias diferentes do telespectador durante o jogo. Portanto, a distância apenas não é um fator válido para definir o nível de detalhe para cada objeto, personagem e cenário.
Há outras métricas a serem consideradas também:
- Características do objeto ー objetos do mundo real e seus elementos você tem que incluir
- A complexidade das características ー tamanho mínimo das características do mundo real e a complexidade de sua geometria
- Semântica ー coerência espaço-semântica
- Dimensões ー dimensão geométrica de cada característica
- Textura ー o nível de qualidade exigido para cada característica se você precisar texturizar um objeto
Uma vez definidos, você precisa escolher qual técnica usar para criar LOD para o seu objeto.
Nível de Técnicas de Gerenciamento de Detalhes
O LOD ajuda a entregar adequado qualidade visual, evitando cálculos desnecessários com a ajuda do algoritmo. No entanto, as abordagens modernas são feitas sob medida para a informação prestada, que está longe do que o algoritmo original era propenso a fazer.
Com base na situação, existem 2 métodos principais.
Níveis Discretos de Detalhe (DLOD)
Utilizando o método discreto, você cria múltiplas versões discretas ou distintas do objeto com um nível de detalhe diferente. Para obter todos eles você precisa de um algoritmo externo usado em várias técnicas de redução do polygon.
Durante a renderização, aquelas versões dos objetos com um nível maior de detalhe são substituídas pelos objetos com um nível menor de detalhe e vice versa. Isto causa um estouro visual durante a transição, o que você deve fazer o tempo todo.
Níveis Contínuos de Detalhe (CLOD)
Um método contínuo de nível de detalhe é o mais adequado para aplicações de desempenho intensivo e objetos em movimento. Ele permite que você varie os detalhes localmente. Como resultado, você pode apresentar um lado do objeto mais próximo ao espectador com mais detalhes e o outro lado com um nível de detalhe reduzido.
Isso é possível devido à estrutura usada no método onde o espectro de detalhes varia continuamente. O CLOD permite que você escolha o nível de detalhe apropriado para certas situações. Por causa das poucas operações envolvidas, este método proporciona tanto uma CPU mais baixa quanto um desempenho mais rápido.
Otimize o nível de LOD para um objeto 3D
Quando você começa a criar polygon meshes, a primeira pergunta que aparece na sua cabeça é ー qual é o número razoável de LOD?
Pode parecer simples, mas é a segunda coisa importante a saber depois que você aprender o que é LOD.
E aqui está o porquê.
Se você reduzir apenas alguns vértices em um polygon mesh, não haverá nenhuma melhoria significativa no desempenho. Todas as versões do objeto serão renderizadas quase da mesma forma. Então, se você reduzir muito os polygons, a comutação do LOD será muito perceptível.
Dica profissional: usar uma regra não escrita de reduzir o número de polygon por 50% para cada objeto do grupo (LOD1, LOD2, LOD3, etc), mas ainda assim adequá-lo ao tamanho e importância de um objeto.
Além disso, o LOD meshes custa memória e carga de trabalho da CPU. Portanto, muitos deles vão exigir muito processamento e aumentar o tamanho do arquivo. Tenha isso em mente.
Como criar LOD Meshes?
Com toda a fantasia Software de modelagem 3D e modificadores que eles vêm com, não deve ser difícil para você criar LOD meshes para seus objetos de jogo.
Mesmo assim, você pode fazer isso tanto manualmente quanto automaticamente.
Manualmente
Quando você cria um nível de detalhe manualmente, tudo o que você precisa fazer é apenas remover algum número de vértices de um objeto 3D e os loops de polygons. Você também pode desligar o suave para seus LODs.
Enquanto você faz isso dentro do software, isso ainda requer muito tempo. Então, talvez você esteja melhor automatizando este processo.
Automaticamente
Com a opção automática, ao contrário, você tem muito mais opções. Você pode usar o modificador dentro do software 3D que acabamos de mencionar. As mais populares são ProOptimizer para 3DSMax ou Gerar LOD Meshes em Maya.
Se você quiser, você pode ir com um software de geração LOD separado como o Simplygon ou explorar as características embutidas da geração LOD que alguns motores de jogo fornecem (por exemplo, Unreal Engine 4).
Em qualquer caso, quando você cria LOD meshes automaticamente você simplesmente precisa especificar os modelos nos números de LOD e a distância da câmera cada um deles representa.
Nota: ao trabalhar com ferramentas automáticas mantenha os backups do seu trabalho e faça os testes adequados para garantir que eles não danifiquem os UVs do seu modelo.
O nível de detalhes é obrigatório para jogos de alto nível, pois influencia a experiência dos espectadores e o tempo de renderização de todo o cenário. Assim que você começar a entrar nele e aprender como fazer um modelo 3DA criação do LOD parece ser uma brisa. Especialmente com todos os detalhes que você aprendeu hoje.
