O texto abaixo foi publicado no PlayStation.Blog brasileiro.
O mundo de Horizon é vasto e deslumbrante, com paisagens exuberantes adornadas por um céu panorâmico. Quando a equipe da Guerrilla começou a criar este mundo, os desenvolvedores de diversas disciplinas ponderaram como implementar um nível de vivacidade imersivo a ele. Para a equipe de atmosfera da Guerrilla, esse desafio se traduziu na adição de nuvens realistas aos céus.
Este foi um trabalho concebido para o Horizon Forbidden West. E, agora no Litoral Ardente, a Aloy vai percorrer céus ainda mais incríveis.
A abordagem
“Quando pensamos na linha do horizonte, imaginamos vastidões como o oceano e o arco que as nuvens e o Sol faz para tocá-lo a uma distância imensurável”, diz Andrew Schneider, o artista principal de efeitos especiais da Guerrilla. “Jogos com mundo aberto apresentam aos desenvolvedores desafios metaforicamente semelhantes. Como podemos elevar a experiência de modo que os jogadores sintam que estão num ambiente que poderia ser infinito?”
Formular a pergunta é mais fácil do que traduzi-la em tarefas técnicas. No início da década de 2010, os efeitos visuais de produções cinematográficas e animações começaram a usar renderização volumétrica para criar nuvens. Na indústria de jogos, esta técnica proporcionava tempos longos de renderização para resultados de alta qualidade a taxa de quadros interativas, mas os desenvolvedores sabiam que ela tinha grande potencial.
Isso começou a mudar com as inovações em hardware. No auge do PlayStation 4 em 2015, Andrew fez uma parceria com Nathan Vos, programador técnico principal da Guerrilla. Juntos, eles desenvolveram o sistema volumétrico de nuvens para mundo aberto altamente eficiente visto em Horizon Zero Dawn. As nuvens superdetalhadas traçavam o mundo da Aloy com beleza e um espírito de esperança. Ele era compatível com os ciclos de dia e noite e animações realistas, conferindo uma característica vivaz ao mundo.
Esta foi a fundação sobre a qual a equipe desenvolveria Horizon Forbidden West.
A evolução
As nuvens podem transmitir uma certa sensação em jogos. Aliadas à exuberância do verde, águas límpidas e penhascos agrestes, as nuvens de Horizon dão emoção ao mundo. Para ter esse efeito, elas tinham de ser mais do que borrões brancos pairando sobre a cabeça da Aloy. Elas precisavam de movimento, variedade e definição.
“Foram nos artistas do iluminismo que buscamos inspiração, como Albert Bierstadt, pintor do século XIX. Esses pintores dominaram a interação entre as nuvens e o terreno, com uso de luz e detalhes para criar espaço, produzindo paisagens dramáticas.
“Tivemos de desenvolver uma forma de modelar nuvens para recriar esse efeito em 3D. Em Horizon Zero Dawn, exploramos diversos métodos para criar essas paisagens celestes. Voxels são blocos que podem dar forma a nuvens volumétricas em 3D. Na verdade, até fizemos um simulador de nuvens e experimentamos com a renderização de dados de voxel tridimensionais em tempo real.”
“Contudo, tecnologicamente, era muito cedo para isso”, Andrew relembra. “Tanto o hardware quanto o software ainda não estavam na etapa certa de desenvolvimento. Portanto, nos contentamos em modelar nuvens com um método eficiente de renderização que, ainda assim, proporcionava resultados de alta qualidade, embora com mais empenho da modelagem do que de simulação.”
A solução foi pintar camadas fixas de nuvens em vez de formações individuais. Mas era preciso expandir esse processo para ser compatível com a implementação de montarias voadoras em Horizon Forbidden West.
Na sequência, Andrew e Nathan aperfeiçoaram a qualidade de renderização do sistema usado em Zero Dawn a fim de expandi-lo para ser compatível com nuvens mais nebulosas que permitiam aos jogadores atravessarem em baixas altitudes. Esse procedimento possibilitou a criação de uma atmosfera formidável, como uma supertempestade com dinâmica de vórtice e efeitos de luz internos sinistros. Agora, as nuvens passaram a ser uma personagem com uma presença atmosférica marcante.
O desafio técnico seguinte
Naturalmente, o passo seguinte foi continuar a inovar neste sistema para Horizon Forbidden West: Burning Shores. Para a expansão, a equipe elevou a experiência com a tecnologia voxel, dentre muitas outras melhorias técnicas feitas no mundo do jogo.
“Os sistemas de nuvens que desenvolvemos para Horizon Zero Dawn e Horizon Forbidden West eram rápidos porque não armazenávamos nuvens como objetos tridimensionais, mas como instruções para criar nuvens em 3D de informações bidimensionais limitadas. O PlayStation 5 é capaz de lidar com conjuntos de dados maiores. Portanto, depois de finalizar o Forbidden West, nos empenhamos em programar um protótipo renderizador de nuvens em voxel que conseguisse suprir os nossos requisitos de qualidade e que de fato permitisse aos jogadores voarem através de formações de nuvens altamente detalhadas.”
Obter o equilíbrio entre desempenho e qualidade estivessem os jogadores em terra ou nos céus foi um desafio ambicioso. No entanto, o protótipo não decepcionou, sendo capaz de gerar resultados dinâmicos e densos a altitudes baixas e elevadas, uma proeza fruto de muita dedicação, assim como do maior poder do PlayStation 5.
Mas criar uma nuvem só estava bem longe de uma paisagem celeste.
Andrew havia criado as “paisagens celestes Frakenstein”, como ele gosta de chamar, isto é, grandes formações de nuvens que podiam ser trabalhadas como uma paisagem por modelador de terrenos. A paisagem celeste resultante atuava tanto como um elemento de cenário quanto um ambiente explorável.
Para fazer isso funcionar à escala necessária para Burning Shores, alguns membros da Guerrilla encararam o desafio de voar através das nuvens, um teste real de desempenho e qualidade. Andrew uniu forças com Nathan e trouxe Hugh Malan, programador técnico principal sênior, para o projeto.
O primeiro obstáculo que encontraram foi essencialmente técnico: como lidar com uma grande quantidade de dados volumétricos de voxel?
“Foi então que Hugh e eu dividimos para conquistar. Eu desenvolvi um método para interpretar dados pouco detalhados de voxel e adicionar detalhes na renderização. Enquanto isso, Hugh trabalhou na compressão dos dados para que pudessem ser acessados mais rápido na memória. Juntos, esses processos tornaram a renderização de nuvens volumétricas em voxel exponencialmente mais rápida.”
“Mas ainda não era rápida o suficiente”, pontua Andrew. “O maior ônus desse processo era calcular a iluminação das nuvens, que já é algo bem complicado. Para contornar isso, Nathan projetou um método para reduzir o tempo de renderização a uma velocidade que funcionaria tanto para o modo de taxa de quadros convencional quanto elevada.”
“Esta também foi uma daquelas raras ocasiões em que uma otimização produziu um resultado visual melhor. Isso nos permitiu reproduzir sombras sobrepostas ao longo de uma distância muito maior, tendo mais realismo. Nessa altura, tínhamos um método para renderizar nuvens volumétricas do solo e no ar, umas próximas às outras.”
O segundo desafio foi o balanceamento. “Há uma dança que os engenheiros gráficos em tempo real fazem para equilibrar qualidade e desempenho”, continua Andrew. “A qualidade geralmente tem um impacto em termos de processamento. Então, toda vez que melhoramos a qualidade das nossas nuvens, precisamos fazê-lo de uma forma que nos custe tanto quanto ou menos do que o impacto atual do sistema de nuvens.”
Para ter esse equilíbrio, o programador técnico principal sênior e engenheiro gráfico James McLaren ajudou a equipe a entender o comportamento do código a um patamar baixo no hardware do PlayStation. A experiência dele permitiu à equipe aproveitar o hardware ao máximo por meio da otimização do código para o PlayStation 5. “As contribuições do James foram fundamentais nos estágios iniciais do desenvolvimento, possibilitando que a Guerrilla fosse mais além durante a produção”, relembra Andrew.
No fim, as peças se encaixaram para dar aos jogadores a sensação incrível de voar e percorrer uma paisagem celeste tão precisa e variada quanto os terrenos abaixo. Tudo isso nas costas do Heliodo.
O que esperar do Litoral Ardente
A caminho do Litoral Ardente, a Aloy vai reencontrar máquinas e personagens. Mas ela também vai descobrir novas maneiras de explorar o mundo.
“Foi importante para nós criar uma experiência divertida e proveitosa mesmo fora da jogabilidade principal. As nuvens não são simplesmente um cenário imersivo, como também uma paisagem a ser explorada. Entre as nuvens, os jogadores vão explorar túneis, cavernas e outras surpresas que tornam o voo mais divertido”, diz Andrew.
“A melhor parte é que, a depender de quando você experimenta esses recursos, a experiência será diferente. Ao longo do dia, a qualidade e a direção da luz mudam, escondendo e revelando alguns deles, além de alterar a atmosfera de cada jornada.
Não querendo estragar nada, mas esperamos que não tenham medo de relâmpagos.”
