Na atualização 1.60, a SCS introduziu o Sistema de Materiais Aprimorado para caminhões selecionados para ambos Euro Truck Simulator 2 e American Truck Simulator. E hoje, eles trazem para vocês um olhar por trás das cenas de como esse recurso ganhou vida!
As duas pessoas principais que trabalham nessa funcionalidade são seus colegas Daniel e Martin, que estavam e ainda estão implementando o sistema para caminhões em ambos os jogos, e também para carros no futuro projeto Road Trip para American Truck Simulator.
Daniel - Líder Técnico de Veículo
"Trabalho na SCS Software há mais de treze anos. Comecei como Generalista 3D, depois trabalhei como Artista 3D de Veículo e Líder da Equipe de Veículo. Hoje, meu cargo é de Líder Técnico de Veículo."
Meu trabalho une os aspectos gráficos e técnicos do desenvolvimento. Colaboro com programadores para implementar funcionalidades de veículo na engine, além de auxiliar artistas a estabelecer fluxos de trabalho eficientes. Também projeto novas ferramentas e melhorias técnicas.
Minha tarefa no sistema de materiais aprimorado foi identificar o problema, propor uma solução, e colaborar com os programadores na sua implementação no motor gráfico. Em seguida, precisávamos estabelecer um fluxo de trabalho prático para a equipe de veículo, para que o sistema pudesse ser usado de forma consistente em outros veículos. Os programadores criaram o suporte necessário na engine e nos shaders. Os designers gráfico então converteram e ajustaram os materiais para caminhões específicos."
Martin - Designer Gráfico 3D Sênior
"Trabalho como Designer Gráfico 3D Sênior especializado em veículos. Também trabalhei como Chefe de Conteúdo do projeto Road Trip. Participei da seleção dos veículos e suas variantes específicas, realizei pesquisas e pré-produção, ofereci consultoria especializada e, posteriormente, trabalhei na criação dos veículos. Também ajudei o Dan a refinar as alterações no sistema de materiais."
Os carros são uma paixão antiga minha, especialmente os esportivos e os clássicos - particularmente os americanos. Graças a isso, pude trazer minha própria experiência e conhecimento da cultura automobilística americana, sua história e o desenvolvimento técnico de modelos específicos para este projeto.
Minha principal tarefa foi o Ford Mustang de 1967 e tudo relacionado à sua preparação visual e de conteúdo. Participei da seleção do carro específico e sua variante, da pesquisa, da coleta de referências, da consultoria durante a coleta de dados, e da criação do modelo e dos materiais.
Durante o desenvolvimento do novo sistema de materiais, preparei e ajustei as superfícies individuais no Mustang. Juntamente com Dan, usamos este carro para verificar como a nova solução técnica se comportava na prática e quais valores forneciam os resultados mais precisos."
Como começou este projeto?
"O desenvolvimento começou enquanto trabalhávamos no projeto Road Trip. Os interiores dos carros de passeio são menores e mais escuros do que os dos caminhões, então as deficiências do sistema original eram mais perceptíveis neles."
Além da luz direta, o sistema original não tinha como renderizar a luz em ambientes internos. No mundo real, grande parte dos visuais consiste na chamada luz indireta ou refletida (GI). No entanto, o jogo não funcionava com esse conceito e não foi projetado para isso. Sabíamos que precisávamos mudar isso de alguma forma.
O segundo problema era que o interior dos caminhões continha muitos materiais diferentes, como tecido, couro, plástico, superfícies pintadas, metal, e vidro. O sistema original não conseguia representá-los com precisão, especialmente sob iluminação indireta; tudo parecia muito plano.
"O Road Trip nos proporcionou um ambiente adequado e isolado para desenvolvimento e testes. Desde o início, porém, projetamos o sistema para que também pudesse ser usado em caminhões," diz Daniel.
O que você teve que fazer antes de começar a implementar o sistema aprimorado?
"Precisávamos mapear detalhadamente os veículos reais e os materiais usados em seus interiores por meio de uma extensa pesquisa. Estudei revistas, fotografias, documentação disponível, e versões individuais. Ao coletar dados, tivemos a oportunidade de ver o carro específico pessoalmente, conversar com seu proprietário e documentar sua construção e aparência em detalhes."
Não bastava simplesmente determinar se uma determinada parte do interior era feita de, por exemplo, plástico, couro ou metal. Também tínhamos que examinar a textura da superfície, o grau de brilho, a forma como o material refletia a luz, seu desgaste, a tonalidade da cor e as diferenças entre as peças individuais.
Esta pesquisa lançou as bases sobre as quais pudemos posteriormente avaliar se os materiais do jogo correspondiam ao veículo real," disse Martin a SCS.
"Também tivemos que decidir qual direção seguir. Um dos principais requisitos era manter o desempenho, então buscamos abordagens que não exigissem operações computacionais complexas e técnicas que alcançassem bons resultados com mudanças mínimas na complexidade computacional. Acredito que o resultado de nossos esforços seja uma melhoria perceptível nos gráficos com impacto mínimo no desempenho," compartilhou Daniel com eles.
Como foi o processo de implementação do novo sistema no jogo?
"Precisávamos implementar mudanças na engine em relação à forma como o jogo carrega e lida com texturas reflexivas. Uma textura reflexiva é essencialmente um cubo onde cada face exibe um reflexo em uma direção diferente em relação ao jogador. Usá-la é significativamente mais eficiente do que calcular reflexos de luz reais usando traçado de raios. Fizemos diversas alterações no código para obter acesso direto a mipmaps individuais. Um mipmap é uma cópia reduzida da imagem original, normalmente usada quando um objeto texturizado está mais distante do jogador para eliminar serrilhados indesejáveis na textura. No nosso caso específico, porém, uma resolução mais baixa resulta automaticamente em um reflexo mais suave, o que pode ser usado para materiais que não possuem uma superfície 100% brilhante, mas sim uma superfície fisicamente mais áspera, fazendo com que o reflexo no material seja mais difuso."
Dessa forma, criamos vários níveis diferentes de suavidade de reflexão, desde superfícies perfeitamente brilhantes como o cromo, passando por reflexos mais suaves como os encontrados em materiais de assentos de couro, até materiais ásperos e quase não refletivos como tecidos, onde um lado do cubo de reflexão tem apenas 2x2 pixels. No nosso caso, ele substitui o mapa de iridescência, o que significa que serve principalmente para projetar a paleta de luz ambiente no material em questão (dominância de cor). O jogo já calculava os mipmaps automaticamente, o que significa que essa mudança não nos custa praticamente nada em termos de desempenho - e essa é a principal razão pela qual decidimos usar essa abordagem.
Juntamente com as mudanças nos materiais, também precisamos reequilibrar o contraste e a iluminação em todo o jogo para eliminar áreas extremamente escuras e alcançar uma sensação de iluminação mais realista.
Ao contrário da solução original, em que texturas reflexivas eram usadas apenas para materiais altamente reflexivos, principalmente metais, o sistema revisado aplica uma textura reflexiva a todos os materiais do interior do veículo. No entanto, elas diferem na intensidade da reflexão visível na imagem final e na suavidade da reflexão aplicada. Isso garante que até mesmo materiais menos reflexivos - especialmente plásticos - transmitam uma sensação de luz refletida, matiz de cor e contraste aprimorado, principalmente em áreas sombreadas do interior. Os jogadores agora notarão que todo o interior reage ao ambiente ao redor do caminhão; por exemplo, ao passar por árvores, a parte do interior próxima às janelas adquire um sutil tom esverdeado. Isso torna o jogo muito mais realista do que antes, mesmo sem o cálculo computacionalmente dispendioso da iluminação global (GI).
Assim que a tecnologia estava pronta, precisávamos determinar como ajustar os materiais individualmente às novas condições. Como cada material agora inclui um componente reflexivo, tivemos que reequilibrar completamente todas as configurações de cada um. Para garantir que as texturas existentes funcionassem corretamente com as novas configurações, também tivemos que reequilibrar seus componentes de cor e especularidade para os valores padrão que havíamos estabelecido durante nossos extensos testes.
"A etapa final para a implementação em todo o sistema foi criar uma biblioteca de materiais para que não precisássemos configurar cada tipo de material separadamente para cada veículo," explica Daniel.
Quais foram os maiores desafios na implementação do sistema?
"O maior desafio foi a diversidade dos veículos. Cada caminhão foi criado em momentos diferentes e utilizou dados de origem, texturas e métodos de renderização distintos. Não existe uma conversão única que funcione para todos os caminhões. Cada interior finalizado tem sua própria estrutura e exige uma abordagem personalizada," afirma Daniel.
Além disso, as propriedades individuais dos materiais influenciam-se mutuamente. Alterar a refletância ou a rugosidade pode melhorar a aparência de uma superfície, mas, ao mesmo tempo, fazer com que o material se comporte mal em uma situação de iluminação diferente. Ou um material que parecia adequado sob a luz direta do dia pode ficar muito brilhante em um interior escuro ou reagir de forma anormal ao dirigir à noite. Portanto, era necessário encontrar constantemente um equilíbrio entre realismo, visibilidade, e comportamento consistente. O objetivo não era tornar todas as superfícies mais proeminentes ou brilhantes, mas capturar com precisão as diferenças entre elas.
Retrabalhamos muitas dessas etapas diversas vezes durante o desenvolvimento. No entanto, o resultado não foi apenas material para um carro específico, mas também experiência e diretrizes que facilitarão significativamente o trabalho em veículos futuros.
O processo não foi simples. Não bastava apenas definir alguns parâmetros de acordo com uma tabela pré-elaborada. Tivemos que descobrir muitos dos valores por conta própria e, junto com Dan, testamos repetidamente cada um deles durante o jogo,” acrescentou Martin.
Como você conseguiu fazer as alterações sem afetar o desempenho?
"Nossos jogadores usam uma ampla variedade de hardware. Não queríamos criar melhorias visuais que reduzissem significativamente o desempenho do jogo ou até mesmo o tornassem injogável para alguns jogadores. Portanto, o sistema não se baseia em uma nova simulação de iluminação que consome muitos recursos. Ele estende o pipeline de renderização existente e utiliza os dados já disponíveis de forma mais eficiente."
O desempenho foi monitorado continuamente durante o desenvolvimento. O objetivo era alcançar uma melhoria visível com o mínimo impacto possível na placa gráfica e na memória. Além disso, o sistema foi configurado para funcionar com uma certa compensação mesmo nas configurações média ou baixa - nesses casos, embora os reflexos não sejam renderizados em tempo real e alguns benefícios, como a reprodução realista das cores do ambiente ao redor do veículo, sejam perdidos, os materiais em si ainda parecem realistas e podem ser distinguidos uns dos outros,” afirma Daniel.
Até o momento, implementamos o sistema de materiais aprimorado em quatro caminhões no ETS2 e no ATS. Em vez de fazer a comunidade esperar até que todos os caminhões sejam atualizados, continuaremos implementando o sistema de materiais aprimorado para outros caminhões gradualmente, permitindo que vocês aproveitem as melhorias em alguns veículos enquanto concluímos o restante. Como Daniel explica aqui:
"Cada caminhão requer ajustes individuais, inspeção visual, e testes de todas as variantes durante o dia, à noite, na chuva, e em tempo nublado. Portanto, não foi possível atualizar toda a frota de uma só vez. Este grupo inicial menor nos permitirá verificar todo o processo de produção, manter a qualidade, e coletar feedback dos jogadores."
A SCS espera que você tenha gostado desta análise detalhada de como eles trabalham no sistema de materiais aprimorado. Não se esqueça de adicionar o Ford Car Pack e o RAM & Dodge Car Pack à sua Lista de Desejos da Steam, para aproveitar esse recurso nos carros quando os eles lançarem.
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