Info publicada hoy en el blog de PS(Traducido):
El mundo de Horizon es vasto y majestuoso, con paisajes exuberantes coronados por cielos aparentemente interminables. Cuando el equipo de Guerrilla comenzó a crear este mundo, los desarrolladores de varias disciplinas consideraron cómo traer un nivel de vida inmersivo al mundo. Para el equipo de Atmospherics de Guerrilla, esto significó poblar los cielos con nubes realistas.
Este trabajo fue desarrollado para Horizon Forbidden West. Y ahora, en Burning Shores, Aloy volará a través de cielos más impresionantes y realistas que nunca.
El enfoque
“Cuando pensamos en un horizonte, imaginamos vastas extensiones como el océano abierto y cómo las nubes y el sol descienden para tocarlas a una distancia inconmensurable”, dice Andrew Schneider, artista principal de efectos especiales en Guerrilla. “Los juegos de mundo abierto presentan a los desarrolladores desafíos metafóricamente similares. ¿Cómo impulsamos la experiencia para que el jugador sienta que está en un entorno que podría ser interminable?
Una cosa era hacer la pregunta y otra dividirla en tareas técnicas.
A principios de la década de 2010, los efectos visuales de animación y largometrajes comenzaron a utilizar la representación volumétrica para crear nubes. Para los videojuegos, esta técnica tardó demasiado en renderizarse con resultados de alta calidad a velocidades de fotogramas interactivas, pero los desarrolladores sabían que tenía un potencial revolucionario.
Con las innovaciones en el hardware, esto comenzó a cambiar. En el nexo de PlayStation 4 en 2015, Andrew se asoció con Nathan Vos, programador principal de tecnología en Guerrilla. Juntos, desarrollaron el sistema de nubes volumétricas de mundo abierto altamente eficiente que se puede ver en Horizon Zero Dawn. Las nubes intrincadamente detalladas enmarcaban el mundo de Aloy como uno esperanzador y hermoso. Soportó cambios en la hora del día y animaciones realistas, creando la sensación de un mundo completamente vivo y que respira.
Esto estableció la base sobre la que el equipo construiría Horizon Forbidden West.
La evolución
En los videojuegos, las nubes pueden ayudar a transmitir un estado de ánimo. Junto con la abundancia de aguas verdes y claras y acantilados escarpados, las nubes de Horizon marcan el mundo con emoción. Para lograrlo, tenían que ser algo más que volutas blancas muy por encima de la cabeza de Aloy; necesitaban movimiento, variedad y definición.
“Buscamos inspiración en artistas que formaban parte del movimiento del luminismo, como el pintor del siglo XIX Albert Bierstadt. Estos pintores habían dominado la interacción entre las nubes y la tierra debajo, usando la luz y los detalles para crear el espacio, produciendo pinturas de paisajes verdaderamente dramáticas.
“Para recrear este efecto en 3D, tuvimos que desarrollar una forma de modelar las nubes. Para Horizon Zero Dawn, exploramos varios métodos para crear paisajes de nubes. Los vóxeles son bloques que pueden construir nubes 3D volumétricas. De hecho, creamos un simulador de nube y experimentamos con la representación de datos de 'vóxeles' tridimensionales en tiempo real”.
“Pero tecnológicamente, era demasiado pronto para esto”, recuerda Andrew. “El hardware y el software simplemente no estaban en la etapa correcta de desarrollo. Entonces, nos conformamos con modelar nubes de una manera eficiente para renderizar que aún arrojó resultados de alta calidad, pero con más esfuerzo de modelado que de simulación”.
La solución fue pintar capas fijas de nubes en lugar de formaciones individuales. Pero sería necesario ampliar este proceso para admitir la adición de monturas voladoras en Horizon Forbidden West.
Para la secuela, Andrew y Nathan mejoraron la calidad de renderizado del sistema base utilizado en Zero Dawn, ampliándolo para admitir una nueva nube similar a la niebla que el jugador podría atravesar volando a bajas altitudes. Esto permitió una atmósfera impresionante, como una supertormenta con un siniestro movimiento de vórtice y efectos de rayos internos. Ahora, las nubes eran un personaje propio, retumbando con la tensión atmosférica.
El próximo reto técnico
Naturalmente, el siguiente paso fue continuar innovando este sistema para Horizon Forbidden West: Burning Shores. Para la expansión, el equipo ha elevado la experiencia con el uso de la tecnología voxel, entre muchas otras mejoras técnicas en todo el mundo.
“Los sistemas de nubes que desarrollamos para Horizon Zero Dawn y Horizon Forbidden West fueron rápidos porque no almacenaban nubes como objetos 3D, sino instrucciones para crear nubes 3D a partir de información 2D limitada. La PlayStation 5 puede manejar conjuntos de datos más grandes. Entonces, después de que Forbidden West terminó, nos pusimos a trabajar escribiendo un prototipo de renderizador de nubes voxel que podría estar a la altura de nuestros estándares de calidad y, de hecho, permitir que el jugador vuele a través de formaciones de nubes muy detalladas”.
Lograr el equilibrio entre rendimiento y calidad cuando el jugador puede estar en el suelo y en lo alto fue un desafío ambicioso. Sin embargo, el prototipo valió la pena, generando resultados densos y dinámicos en altitudes bajas y altas, una hazaña que fue posible gracias al trabajo duro, así como al aumento de potencia de la PlayStation 5.
Pero crear una sola nube estaba muy lejos de construir un paisaje de nubes completo.
Andrew había creado lo que llamó "Frankencloudscapes": grandes formaciones de nubes para que un modelador de terreno pudiera tratar el cielo como si fuera un paisaje. Como resultado, el paisaje de nubes actuó como un elemento de fondo y un entorno para explorar.
Para hacer que esto funcione a la escala necesaria para Burning Shores, un equipo de ataque en Guerrilla abordó el desafío de volar a través de las nubes: la verdadera prueba de rendimiento y calidad. Andrew se asoció con Nathan y trajo a Hugh Malan, un programador técnico principal sénior.
El primer obstáculo que encontraron fue profundamente técnico: ¿cómo se maneja una gran cantidad de datos de vóxeles volumétricos?
“Hugh y yo dividimos este tema para conquistarlo. Desarrollé una forma de tomar datos de vóxel de bajo detalle y agregar detalles durante el renderizado. Mientras tanto, Hugh trabajó en la compresión de los datos para poder acceder a ellos más rápido desde la memoria. Juntos, estos procesos hicieron que la renderización de las Nubes Voxel Volumétricas fuera exponencialmente más rápida”.
“Pero aun así no fue lo suficientemente rápido”, recuerda Andrew. “La parte más costosa de este proceso fue calcular la iluminación de las nubes, lo cual, en sí mismo, es complicado. Para evitar esto, Nathan diseñó un método para reducir el tiempo de renderizado a una velocidad que funcionaría tanto para los modos estándar como para los de alta frecuencia de cuadro”.
“Esta también fue una de esas raras situaciones en las que una optimización produjo un mejor resultado visual. Nos permitió proyectar sombras de nube a nube a una distancia mucho mayor, mejorando el realismo. En este punto, teníamos un método para generar nubes volumétricas desde el suelo y en el aire, justo al lado de ellas”.
El segundo desafío fue el equilibrio. “Hay un baile que hacen los ingenieros gráficos en tiempo real para equilibrar la calidad y el rendimiento”, continúa Andrew. “La calidad generalmente tiene un 'costo' en términos de procesamiento. Por lo tanto, cada vez que mejoramos la calidad de nuestras nubes, debemos hacerlo de una manera que cueste tanto o menos que el costo actual del sistema de nube”.
Para encontrar este equilibrio, el programador técnico principal sénior e ingeniero gráfico James McLaren ayudó al equipo a comprender cómo se comportaba el código a un nivel bajo en el propio hardware de PlayStation. Su experiencia les permitió aprovechar al máximo el hardware mediante la optimización del código para PlayStation 5. "Las contribuciones de James fueron fundamentales en las primeras etapas de desarrollo, lo que permitió a Guerrilla traspasar los límites durante la producción", recuerda Andrew.
Al final, las piezas se suman para dar al jugador la impresionante sensación de volar a través y alrededor de un paisaje de nubes tan preciso y variado como la tierra que se encuentra debajo. Todo en la parte trasera de su Sunwing.
Lo que te espera en Burning Shores
Cuando se dirija a Burning Shores, Aloy se encontrará con máquinas y rostros familiares. Pero también descubrirá nuevas formas de explorar su mundo.
“Era importante para nosotros hacer que la experiencia fuera divertida y alegre fuera del juego principal. Las nubes no son simplemente un paisaje inmersivo, sino un paisaje explorable en sí mismas. Entre las nubes, los jugadores podrán explorar túneles, cuevas y otras sorpresas que hacen que volar sea divertido”, dice Andrew.
“La mejor parte es que dependiendo de cuándo pruebes alguna de estas funciones, la experiencia será diferente. A medida que avanza el día, la calidad y la dirección de la luz cambian, ocultando y revelando algunas de estas características y cambiando la sensación de cada viaje.
Y no quiero estropear nada, pero esperamos que no tengas miedo de un pequeño relámpago”.