Giới thiệu
Trò chơi hiện đại đã đạt được những đỉnh cao trong việc cung cấp môi trường thực tế ngoạn mục với nhiều đối tượng và nhân vật. Mặc dù tất cả chúng đều hoạt động ở các khoảng cách khác nhau đối với điểm quan sát, nhưng một số ít thực sự thêm thứ gì đó vào cảnh.
Tuy nhiên, một công cụ phải xử lý và hiển thị tất cả các đối tượng. Đó chính xác là thời điểm LOD phát huy tác dụng để đảm bảo kết xuất nhanh chóng. Nhưng không phải vậy đâu.
Hôm nay bạn sẽ tìm hiểu mọi thứ bạn cần biết về LOD là gì và tại sao bạn cần nó trong trò chơi và mô hình nhân vật.
LOD là gì?
LOD hoặc Mức độ chi tiết là phương pháp giảm số lượng polygon trong đối tượng 3D dựa trên khoảng cách của chúng đến người xem hoặc máy ảnh. Các nhà lập mô hình sử dụng nó để giảm khối lượng công việc trên CPU hoặc card đồ họa và tăng hiệu quả hiển thị.
Tương ứng, có nhiều cấp độ nhóm chi tiết khác nhau được tạo ra cho mỗi phần của khung cảnh trò chơi. Mỗi người trong số họ có số lượng polygon khác nhau và thuộc về một nhóm, trong đó nhóm LOD0 là mô hình đầy đủ chi tiết và LOD1, LOD2 一 có mức độ chi tiết thấp hơn, v.v.
Nó có thể có từ vài nghìn hình tam giác trong một lưới đa giác trên đối tượng chi tiết nhất và chỉ một trăm trên phiên bản ít chi tiết nhất của mô hình.
Nếu bạn đang tự hỏi liệu nó có ảnh hưởng đến trải nghiệm của người chơi hay không 一 Câu trả lời là có hoặc không.
Chất lượng hình ảnh giảm của mô hình hiếm khi được chú ý đến vì các vật thể ở xa hoặc chuyển động nhanh. Tuy nhiên, thời gian hiển thị được cải thiện đáng kể, điều này không gây chú ý.
Mặc dù nó có vẻ giống như một giải pháp phù hợp với tất cả, nhưng bạn vẫn không thể áp dụng nó cho tất cả các trò chơi.
Ghi chú: không sử dụng LOD trên các đối tượng rất đơn giản có nhiều hình tam giác hoặc trò chơi có chế độ xem camera tĩnh. Trong những trường hợp này, tối ưu hóa mesh được xử lý theo cách khác.
Tham số LOD
Các đối tượng khác nhau nằm ở những khoảng cách khác nhau đối với người xem trong suốt trò chơi. Vì vậy, chỉ khoảng cách không phải là yếu tố hợp lệ để xác định mức độ chi tiết cho từng đối tượng, nhân vật và cảnh vật.
Có một số chỉ số khác cũng cần xem xét:
- Tính năng đối tượng ー các đối tượng trong thế giới thực và các yếu tố của chúng mà bạn phải đưa vào
- Sự phức tạp của các tính năng ー kích thước tối thiểu của các đối tượng địa lý trong thế giới thực và độ phức tạp của hình học của chúng
- Ngữ nghĩa học ー mạch lạc không gian-ngữ nghĩa
- Kích thước ー kích thước hình học của mỗi đối tượng địa lý
- Kết cấu ー mức chất lượng cần thiết cho từng tính năng nếu bạn cần tạo họa tiết cho một đối tượng
Khi bạn xác định những điều này, bạn cần chọn kỹ thuật sử dụng để tạo LOD cho đối tượng của mình.
Mức độ của các kỹ thuật quản lý chi tiết
LOD giúp cung cấp đầy đủ chất lượng hình ảnh trong khi tránh tính toán không cần thiết với sự trợ giúp của thuật toán. Tuy nhiên, các phương pháp tiếp cận hiện đại được điều chỉnh cho phù hợp với thông tin được kết xuất khác xa với những gì thuật toán ban đầu thường làm.
Dựa trên tình hình có 2 phương pháp chính.
Mức độ chi tiết rời rạc (DLOD)
Sử dụng phương pháp rời rạc, bạn tạo nhiều phiên bản rời rạc hoặc riêng biệt của đối tượng với một mức độ chi tiết khác. Để có được tất cả chúng, bạn cần một thuật toán bên ngoài được sử dụng trong các kỹ thuật giảm polygon khác nhau.
Trong quá trình kết xuất, những phiên bản của các đối tượng có mức độ chi tiết cao hơn sẽ được thay thế cho các đối tượng có mức độ chi tiết thấp hơn và ngược lại. Nó gây ra hiện tượng xuất hiện trực quan trong quá trình chuyển đổi mà bạn nên làm mọi lúc.
Mức độ chi tiết liên tục (CLOD)
Phương pháp chi tiết ở mức độ liên tục là phù hợp nhất cho các ứng dụng chuyên sâu về hiệu suất và các đối tượng chuyển động. Nó cho phép bạn thay đổi chi tiết cục bộ. Do đó, bạn có thể trình bày một mặt của đối tượng gần với người xem hơn với nhiều chi tiết hơn và mặt kia với mức độ chi tiết giảm.
Có thể do cấu trúc được sử dụng trong phương pháp mà phổ của chi tiết liên tục thay đổi. CLOD cho phép bạn chọn mức độ chi tiết thích hợp cho các tình huống nhất định. Do có ít hoạt động liên quan, phương pháp này cung cấp cả CPU thấp hơn và hiệu suất nhanh hơn.
Tối ưu hóa mức LOD cho Đối tượng 3D
Khi bạn bắt đầu tạo polygon meshes, câu hỏi đầu tiên xuất hiện trong đầu bạn là ー số LOD hợp lý là bao nhiêu?
Nghe có vẻ đơn giản, nhưng đó là điều quan trọng thứ hai cần biết sau khi bạn tìm hiểu LOD là gì.
Và đây là lý do tại sao.
Nếu bạn chỉ giảm một vài đỉnh trong polygon mesh thì sẽ không có bất kỳ cải thiện hiệu suất đáng kể nào. Tất cả các phiên bản của đối tượng sẽ được hiển thị gần như giống nhau. Sau đó, nếu bạn giảm polygons quá nhiều, việc chuyển đổi LOD sẽ quá đáng chú ý.
Mẹo chuyên nghiệp: sử dụng quy tắc bất thành văn là giảm số lượng polygon xuống 50% cho mỗi đối tượng của nhóm (LOD1, LOD2, LOD3, v.v.), nhưng vẫn điều chỉnh nó cho phù hợp với kích thước và tầm quan trọng của một đối tượng.
Bên cạnh đó, LOD meshes tốn bộ nhớ và khối lượng công việc của CPU. Vì vậy, quá nhiều trong số chúng sẽ yêu cầu xử lý nhiều và tăng kích thước tệp. Ghi nhớ nó trong tâm trí.
Cách tạo LOD Meshes?
Với tất cả những điều ưa thích Phần mềm mô hình 3D và các công cụ sửa đổi mà chúng đi kèm, không khó để bạn tạo LOD meshes cho các đối tượng trò chơi của mình.
Tuy nhiên, bạn có thể làm điều này cả thủ công và tự động.
Thủ công
Khi bạn tạo một mức độ chi tiết theo cách thủ công, tất cả những gì bạn cần làm chỉ là loại bỏ một số đỉnh của một đối tượng 3D và các vòng lặp của polygons. Bạn cũng có thể tắt tính năng mượt mà cho LOD của mình.
Trong khi bạn làm điều này trong phần mềm, nó vẫn đòi hỏi nhiều thời gian. Vì vậy, bạn có thể nên tự động hóa quá trình này.
Tự động
Ngược lại, với tùy chọn tự động, bạn có nhiều lựa chọn hơn. Bạn có thể sử dụng công cụ sửa đổi bên trong phần mềm 3D chúng tôi vừa đề cập. Phổ biến nhất là ProOptimizer cho 3DSMax hoặc Tạo LOD Meshes trong Maya.
Nếu muốn, bạn có thể sử dụng phần mềm tạo LOD riêng biệt như Simplygon hoặc khám phá các tính năng tạo LOD tích hợp mà một số game engine cung cấp (ví dụ: Unreal Engine 4).
Trong mọi trường hợp, khi bạn tạo LOD meshes tự động, bạn chỉ cần chỉ định các kiểu máy trong số LOD và khoảng cách từ máy ảnh mỗi người trong số họ là viết tắt của.
Ghi chú: khi làm việc với các công cụ tự động, hãy giữ các bản sao lưu công việc của bạn và thực hiện kiểm tra thích hợp để đảm bảo chúng không làm hỏng các tia cực tím của mô hình của bạn.
Mức độ chi tiết là yếu tố bắt buộc đối với các trò chơi cao cấp vì nó ảnh hưởng đến trải nghiệm của người xem và thời gian hiển thị của toàn bộ bối cảnh. Ngay khi bạn bắt đầu tham gia và học hỏi làm thế nào để mô hình 3D, việc tạo LOD dường như chỉ là một làn gió nhẹ. Đặc biệt là với tất cả các chi tiết bạn đã học ngày hôm nay.
