UMA HISTORIA DE SUPERAÇÃO TÉCNICA
Após um excelente trabalho em Uncharted 4 e Lost Legacy, onde o estúdio tinha acreditado ter alcançado os limites do PS4 com suas técnicas inteligentes e avançadas de renderização, o time de artistas se viu com um grande problema em Last of Us 2; como elevar o jogo e a qualidade mais ainda e o dilema para resolver como a maior parte dos cenários e matérias seria iluminado de forma ainda mais realista, algo difícil de implementar da forma que a Naughty Dog se aproxima e digo mais, difícil ainda de ser superado. Trazer qualidade de reflexos no jogo a nível de confundir com ray tracing, efeitos de gotas de chuva, entre outras superfícies complicadas de implementar dado a atmosfera caótica do jogo que mistura ambiente urbano e orgânico natural com uma maior variedade de ambientes que o time de artistas jamais havia tentado; com tanta atenção aos detalhes, eram insanos os testes iniciais de renderização, mostrando o quão longe teriam que ir para conseguir conseguir tudo isso:
O time de artistas da Naughty teve que atualizar todas as suas ferramentas de desenvolvimento e implementar coisas novas, bem como até a forma de como eles trabalhavam para alcançar o primor técnico exibido no jogo, as partes que eu considero mais impressionantes e que serão aqui abordadas no artigo serão os detalhes dos modelos, a implementação dos olhos, características naturais, física e level design dos cenários e, para finalizar, as incríveis animações do jogo.
OS OLHOS
Os olhos são uma daquelas coisas mais complicadas de implementar, imediatamente quebram a imersão se algo estiver errado; durante muitos anos, vários devs AAA tentam deixar humanamente realista, um olhar é algo extremamente peculiar e varia de pessoa para pessoa, o olho humano é uma dádiva por si só, o globo ocular é a a parte orgânica que recebe iluminação de forma complexa, quase que como uma esfera de vidro (como na foto). Então a Naughty Dog teve que revisar sua renderização de olhos para que ficasse impecável em todos os ambientes. A primeira etapa do processo foi obter uma verdade do terreno de alta qualidade, ou imagem de referência, bem como fotos em diferentes cenários de iluminação.
Parte da revisão incluiu a adição de sombras no espaço da tela para os cílios e pálpebras dos personagens. Foi uma abordagem de “força bruta”, de acordo com os desenvolvedores, mas que veio com muito pouco custo, já que a quantidade de espaço que esses shaders ocupam na tela a qualquer momento era muito pequena.
Mesmo em uma cena em que o modelo facial ocupa a maior parte da tela – como esta de Joel abaixo – o impacto na GPU do PlayStation 4 foi inferior a um milissegundo, o que não é uma compensação ruim para o quão realista é o efeito.
O que é fascinante é quanto tempo foi gasto pregando os pequenos detalhes. Os desenvolvedores da Naughty Dog disseram como o limbo que é o anel escuro da íris não estava realmente aparecendo com precisão. O limbo é algo que pode ser impossível de ver se um assunto está olhando diretamente para uma fonte de luz, então se você pensar sobre o que é preciso para implementar isso em um videogame, acertar pode ser incrivelmente complicado.
O objetivo em um renderizador baseado em física é combinar à realidade o mais próximo possível!! Mesmo sendo desafiador, porém tudo que é possível, é útil comparar suas condições de renderização com a realidade como os personagens são scans diretos de pessoas reais. Isso permitiu criar um cenário de câmera e iluminação no mundo real onde se podia combinar exatamente em no renderizador .
“Isso foi inestimável para validar nossa a arte, shader e renderizador estavam dando os resultados que queríamos, e nos ajudou a focar nossa energia nos elementos que estavam mais significativamente errados.”
Agora você pensaria, a essa altura, que os olhos estavam parecendo muito bons. Eles resolveram como fazê-los parecer realistas sob várias condições de iluminação e ambientes.
Mas, naturalmente, como os jogos AAA costumam fazer – e a Naughty Dog é famosa por isto – as coisas tiveram que ir um passo adiante.
“Tivemos um momento no jogo em que queríamos que alguns lobos tivessem olhos retror-refletivos, como muitos animais noturnos têm”
Então, naturalmente, isso significava voltar à prancheta, porque animais como lobos (e gatos) têm uma camada reflexiva extra atrás da retina em comparação com os humanos:
Por causa dessa camada refletiva extra, a Naughty Dog montou um pequeno código para calcular o reflexo da pupila do olho e aplicar uma máscara da íris. Foi aplicada uma pequena camada de iridescência, que teve a vantagem de tornar os animais noturnos um pouco mais assustadores.
“Fizemos algumas pesquisas rápidas sobre a ciência por trás dos olhos brilhantes. Acontece que alguns animais, como lobos ou gatos, têm uma camada reflexiva extra chamada tapetum lucidum atrás da retina. Essa camada reflete a luz de volta do jeito que veio, permitindo que a luz passe pela retina duas vezes, garantindo uma melhor visão em condições de pouca luz. O efeito do olho brilhante é realmente apenas a resposta especular desta camada.”
Isso se encaixa muito bem com o tema do jogo, então os desenvolvedores naturalmente aplicaram o mesmo efeito aos infectados.
ARTE AMBIENTE E TEXTURAS
A Naughty Dog fez um uso extensivo de sua propria solução de UBER SHADERS para alcançar o nível de realismo apresentado no jogo. Afinal o que diabos é um Uber Shader?
Não sou especialista em “uber shaders”, mas sou fã. Estes não faziam muito sentido para mim até recentemente. Primeiro vamos descompactar um pouco o termo. O termo “shader” em gráficos tornou-se quase sem sentido. Para uma primeira aproximação, significa “função”. Portanto, um “sombreador de geometria” é uma função que modifica a geometria. Um “pixel shader” é uma função que funciona em pixels. No contexto, esses termos podem significar algo mais específico.
Então “uber shader” é uma função geral? Não.
Um uber shader é um tipo de função muito específico: é aquele que avalia um BRDF muito particular , geralmente no contexto de uma API de renderização específica. O fato de ser um BRDF implica que este é um shader “baseado fisicamente”, portanto, ironicamente, é muito mais restrito do que um shader geral. O “uber” refere-se a ser o “único modelo de material que você precisará”,
O Uber Shader da ND é composto sozinho de 48000 linhas de código, e é a ferramenta responsável por todas as superfícies do jogo com exceção do céu, água e partículas.
Pacotes de Shader para recursos mais complicados, como tecido, pele, neve e dezenas de outros elementos. Um “Pacote Shader” não é nada mágico, apenas um conjunto pré-empacotado de controles para uma configuração de recursos mais complicada, geralmente afetando vários parâmetros BRDF.
O pacote Character Dirt, por exemplo, afeta cor, normal e rugosidade, e tem todo o código necessário para ser conduzido dinamicamente pela jogabilidade.
Há dezenas de outros detalhes e otimizações invisíveis ao artista; por exemplo, a Animação UV grava automaticamente os vetores de movimento corretos.
Uma coisa que vale à pena mencionar: existe uma explosão de permutações do uber shader, e os artistas têm que saber o custo da CPU por um nível de memória. A equipe de programação fez um ótimo trabalho com otimizações como duplicação de shaders para passagens como profundidade e sombra, mas a passagem gbuffer basicamente tem um shader exclusivo por material. Apesar dos custos adicionais de otimização significativos, a diversidade é fundamental para um visual rico em detalhes.
Um dos detalhes gráficos que me chamou bastante a atenção foi o uso extenso de efeitos de humidade e “molhado” em diversas superfícies diferentes
Através de um recurso de “Normal Especular” por padrão, os mapas normais são aplicados à solução de iluminação completa. Mas quando esse recurso está ativado é acionada uma permutação diferente do shader diferido (e configuração do gbuffer) onde os normais ficam separados para iluminação especular e para iluminação difusa. Ambos os normais são usados corretamente em todo o pipeline; por exemplo, a passagem de subsuperfície lê apenas a normal difusa, enquanto a passagem IBL lê apenas a normal especular.
No caso de água na pele, aplica-se um limiar à máscara de umidade e a defino na escala apropriada para um mapa de altura, gero Specular Normals a partir disso usando a técnica descrita anteriormente.
Também foi feita uma simulação de refração cáustica e sombreamento. Um hemisfério de vidro ilustra o efeito. A luz “coleciona” no ponto de destaque e, em seguida, cai em uma sombra projetada além disso.
ANIMAÇÕES E EXPRESSÕES FACIAS
Emotional Systemic Facial System
Estou re-jogando novamente enquanto faço o artigo, até para poder confirmar tudo que é dito aqui, porque eu fiquei muito impressionado com tanta tecnologia; seria possível o jogo ter uma A.I só para emoções e expressões faciais, mesmo para os modelos menos detalhados in game???
Ellie e Dina estão explorando uma sala lateral de uma sinagoga em ruínas. Como tem acontecido com regularidade desde o início do jogo, abro o Modo Foto.
Eu giro para compor minha foto, procurando capturar expressões, linguagem corporal. Para descobrir a melhor posição para a iluminação. Ao fazer isso, vejo o olhar de Ellie aparentemente atraído para uma pintura na sala. Não posso interagir com ele, não há diálogo ligado à sua presença.
Em outra parte quando eu cheguei na estação de TV, após escutar no rádio que estariam enviando reforços ao local, automaticamente após esse evento, Ellie e Dina ficam com expressões faciais de preocupação; isso ocorre por todo o game, se o personagem leva o tiro e sente dor, ou no meio de uma luta para matar um infectado com expressão de fúria e até caretas à toa quando você larga o controle e deixa o personagem parado.
No entanto, sua expressão facial dá todas as indicações de que ela está refletindo sobre a obra de arte. Poderia a Naughty Dog realmente ter criado reações sutis para tudo no jogo?
A resposta, de certa forma, notavelmente, é sim. A ilusão é cuidadosamente elaborada a partir de vários sistemas de jogo trabalhando simultaneamente. Tudo construído para representar a renderização mais realista possível dos modelos de personagens do jogo.
Esses modelos ficam separados da tecnologia de captura de movimento utilizada para renderizar atores do mundo real no jogo para cinemáticas. Quando eles terminam e a jogabilidade começa, é quando o trabalho manual cuidadoso coordenado entre várias equipes do estúdio começa.
“Levando-me em um tour por isso está Keith Paciello, o animador de estúdio que idealizou a tecnologia facial no jogo depois que seu pitch interno foi aprovado e que colaborou em vários outros processos de animação.
Você, como jogador, está mirando com o controle para que Ellie olhe para a pintura, que está acionando um ‘olhar para o alvo’ colocado por um desenhista. Além disso, foram animados pequenos dardos oculares ocultos (sacadas) dentro do rosto do personagem para tentar indicar um processo de pensamento geral. Então, sacadas oculares animadas setadas em cima da mira, trabalham juntas para criar o que parece ser foco e processo de pensamento.”
É um exemplo dessa estreita colaboração entre as diferentes equipes durante o desenvolvimento, mas também ajuda a destacar o trabalho que foi realizado pelo sistema de Animação Facial Sistemática Emocional de Paciello. Em termos mais simples, ele escolhe uma expressão facial de uma variedade de quase 20 estados emocionais diferentes para qualquer um dos 25 personagens principais que estão na tela. Isso abrange leads, parceiros cooperativos, inimigos e infectados até certo ponto.
A animação facial trabalha em uníssono com movimentos oculares, linguagem corporal, respiração… tudo interligado e acionado por batidas de roteiro, diálogos, encontros ou momentos ambientais, como Ellie aparentemente sendo absorvida por uma pintura. A ilusão da emoção é construída com precisão matemática. Isso traz uma profundidade aos personagens nunca antes vista.
Keith estava há mais de 17 anos trabalhando como animador, nove dos quais na Naughty Dog. Keith já estava empenhado em encontrar a melhor maneira de capturar visualmente os sentimentos de um personagem desde a serie Uncharted.
No entanto, a epifania para criar algo inovador para The Last of Us Part II veio, de todas as coisas, de uma única folha de grama.
“Estávamos olhando e conversando sobre como tornar uma folha de grama ainda melhor [no jogo]. Ao fazer isso, fizemos uma panorâmica e havia esse rosto em branco no personagem. Eu fiquei tipo, “Ah”. Foi então que me perguntei como poderíamos simplesmente, em todo o jogo, adicionar essas batidas emocionais aos personagens, para que, a qualquer momento, você pudesse dizer o que esse personagem está sentindo.”
A maior parte de seu tempo de desenvolvimento seria gasto resolvendo esse enigma. Usando o modelo facial de Ellie como base, ele começou esculpindo expressões baseadas em sete emoções universalmente reconhecíveis: alegria, tristeza, medo, raiva, surpresa, nojo e desprezo. Em contato com a equipe de diálogo, eles marcaram emoções a serem desencadeadas em linhas específicas, construindo uma base sólida e permitindo que os personagens transitassem suavemente de um para outro. “Podemos acompanhar emocionalmente nossos personagens desde o início absoluto do jogo até o final absoluto do jogo e misturar e sair das cinemáticas perfeitamente.”
Paciello foi então convidado a apoiar o corpo a corpo, criando reações realistas para os combatentes. Ele também ajudou a animar o sistema de respiração (“seis animações, desde a respiração pequena até a exaustão”) que iria ao ponto de ver os personagens mudarem de respiração de boca aberta para boca fechada, dependendo de sua proximidade com um inimigo. “Essa foi uma das minhas colaborações favoritas no projeto”, relembra Neil.
Fora dos gatilhos específicos do script, os personagens também teriam vários estados ociosos ‘neutros’ com sobreposições emocionais. Ele também trouxe sua experiência para esculpir poses de mão para cada personagem combinar com seus estados emocionais.
Cerca de 40 poses para cada um dos 15-20 conjuntos de emoções. No final da produção, ele havia somado impressionantes 15.000 poses individuais esculpidas à mão.
Esse trabalho duro no final valeu à pena. Quando o sistema foi totalmente ativado, o feedback positivo foi universal: funcionários, testadores e até o próprio Keith estavam encontrando uma conexão emocional mais profunda com o elenco do jogo durante o jogo, algo jamais visto na história dos video games
Paciello aponta para um momento crucial com Ellie, um exemplo das transições perfeitas entre cinemática e jogabilidade: “Vire a câmera [depois que a cinemática termina] e você verá que ela ainda está devastada”, explica ele. A equipe de personagens para ver se conseguíamos obter as texturas e garantir que parecesse que ela estava apenas chorando, para que tudo se encaixasse bem.”
No entanto, mesmo com o sistema instalado e funcionando como prometido, as equipes continuaram a ajustar cada cena, aprimorando ainda mais o estado emocional de cada personagem. A óbvia exaustão de Ellie durante a sequência de Santa Bárbara foi objeto de foco adicional. “Nós não sabíamos se você queria ir com dor, porque ela acabou de ser perfurada. Por fim, Neil ficou feliz com o visual exausto.”
E certas cenas exigiam floreios adicionais e únicos para reforçar as batidas dos personagens principais. A reação de Ellie ao ver a estátua do Tiranossauro Rex durante um flashback “foi feita especialmente para aquele momento”, enquanto para a luta na praia, Paciello entrou e refez todos os cenários emocionais de Abby para dar à cena a seriedade que merecia.
“Todos aprendemos muito com isso”, diz Paciello. “Quando comecei, Abby, tão magra, ainda parecia selvagem. Falei com Christian e disse: ‘Vou duplicar todos os seus conjuntos emocionais para corpo a corpo e vou deixá-los todos exaustos’. Dessa forma, você escolhe entre feroz e exausto, então talvez ela reúna força suficiente, mas depois que ela desfere [um soco], entra em seu estado exausto.”
Paciello diz se ele tem algum momento favorito do jogo que mostre o sistema funcionando. Compreensivelmente, ele rapidamente recita várias (“a conversa de Dina e Ellie de um lado para o outro a cavalo, ou Lev e Abby. Yara, no aquário, falando sobre Lev.”), mas no final ele volta para aquela cena climática da praia. Ele vê isso como a culminação de tudo em que as equipes trabalharam e a prova de que o sistema atingiu seu objetivo. À medida que Ellie e Abby chegam ao fim de seus respectivos arcos em um confronto explosivo e exaustivo, as cicatrizes emocionais estão claramente gravadas em seus rostos.
“Isso me fez sentir como, ‘Ok, nós realmente forçamos.’ É o que eu queria, é o que eu sonhei quando lancei a ideia do sistema.”
Agora alguns vídeos de como também todas as animações corporais são extensivas, variadas a tal ponto de até partes do jogo que eu chamo de “semicinemática”, onde você continua tendo o controle do personagem, mas o foco da câmera muda para uma ameaça ou te permite movimentar somente em uma direção, animações diferentes podem acontecer mesmo se você morrer e repetir as cenas; o jogo numa parece repetitivo ou mecânico dessa forma, de tão humanamente natural que essas animações ficam.
Espantoso como até a forma que o personagem cai e se joga é diferente sempre, difícil ver animações repetidas; todo o script é imaculadamente trabalhado para proporcionar ao jogador uma imersão quase que acreditável em tudo que esta acontecendo dentro do jogo, existem diferentes reações para tudo!
FISICA DE FIOS E CORDAS
A física de cordas de The Last of Us 2 teve tanto trabalho para criar quanto um jogo indie inteiro
Essas físicas não eram uma parte particularmente importante do jogo, e foram usados apenas um punhado de vezes para resolver quebra-cabeças simples, mas a maneira como cordas e cabos fluíam pelas mãos de Ellie enquanto ela os jogava sobre canos e balançava – era quase hipnótico, e uma das recriações mais naturais de como as cordas funcionam que já vimos em videogames. Como se vê, fazer com que algo assim funcione não é pouca coisa.
The Last Of Us 2 parece usar um mecanismo de física personalizado – em vez de procurar soluções alternativas, eles podem resolver as cordas usando dinâmica baseada em posição ou solucionador direto. O mecanismo personalizado não é um recurso menor, mesmo para o game triplo A e para pequenos estúdios, pode levar tanta ou mais energia do que criar o próprio jogo
A física foi tão impressionante que espantou vários desenvolvedores que ficaram impressionados com a perfeição do sistema , até devs japoneses compartilharam no twitter sobre esse feito
“Da física das cordas ao sangue, do papel molhado à neve, cada pequeno detalhe de The Last of Us 2 é incrível“
Existem muito mais detalhes para falar, esse jogo foi um dos maiores esforços em replicar coisas da nossa realidade na história dos vídeo games.
O sangue irá absorver as bandagens ao longo do tempo
Dado que as bandagens geralmente são aplicadas às pressas diante da quase morte, é fácil esquecê-las enquanto você salta uma parede para escapar de tiros. Se você tiver um momento, pare para assistir à uma e veja como o sangue é absorvido lentamente ao longo do tempo. Se Ellie estiver ferida o suficiente para precisar de mais de um curativo, ela também os aplicará em diferentes áreas e todos mostrarão sangue separadamente. Qualquer sangue que atingir Ellie quando ela sofrer ou infligir dano também aparecerá de acordo com a direção e o tipo de dano envolvido. Além disso, o sangue reagirá de maneira diferente dependendo das superfícies com as quais interage, encharcando a neve e o tecido de maneira diferente dos pisos duros.
Sua LUZ projeta a cor apontada ao seu redor
Da próxima vez que você estiver em uma área escura, reserve um tempo para mover o seu facho de luz e apontá-lo para coisas diferentes. A luz que reflete ao seu redor assumirá a cor de qualquer coisa para a qual você ilumine. É especialmente perceptível nesses arquivos vermelhos que você costuma encontrar em desenhos, mas quaisquer paredes ou portas fortemente coloridas terão o mesmo efeito.
física de neve incrível
Todo mundo adora uma boa pegada, que muitas vezes tem sido a medida da qualidade da neve dos videogames. The Last of Us 2 também adiciona física extra ou magia de shader para fazer a neve se espalhar e reagir a si mesma sempre que você a arrastar. Não é uma tecnologia completamente nova, mas é lindamente implementada aqui, e algo que o jogo realmente chama atenção em alguns lugares, a maioria dos quais você pode perder.
A respiração do clicker aparece no frio, e os personagens têm batimentos do coração para controlar os sons da respiração
Ver os cliques de um Clicker se desenrolando no ar frio ao seu redor é o tipo de detalhe que você pode facilmente perder porque: A) você provavelmente está mais preocupado em não ter sua garganta mastigada e, B) é claro que o hálito quente aparece quando está frio o suficiente. Embora o fato de sincronizar tão perfeitamente com cada chocalho e cacarejo gutural seja um nível extra de perfeição. Quanto à respiração de Ellie, ela não aparece apenas no frio, há até uma espécie de batimento cardíaco digital no jogo que rastreia o nível de esforço de Ellie e altera os sons da respiração de acordo.
Ellie aperta os olhos quando você aumenta o zoom
Ser capaz de ampliar magicamente um pouco enquanto olha para as coisas é uma daquelas coisas de videogame que damos como garantidas, sabendo que não faz sentido (a menos que o personagem tenha olhos tecnológicos). Se você fizer isso em The Last of Us 2, no entanto, Ellie vai apertar os olhos e espiar, indicando que ela está realmente procurando e explicando totalmente o salto de 1,5x no zoom
Cofres fazem um clique diferente quando você acerta o número certo
Este é mais um toque agradável do que qualquer outra coisa, mas a combinação segura correta clicará de maneira diferente quando você acertar o número certo. Você poderia, em teoria, decifrar qualquer um das combinações usando apenas o som, assim como um especialista em quebrar códigos de cofre.
Ellie realmente coloca as coisas que encontra em sua bolsa
Se você pegar o ângulo certo, notará que Ellie deslizará os vários suprimentos e recursos que encontrar em uma parte aberta do zíper da bolsa. Setas e outros itens maiores, como botijões de gás, vão aparecer no buraco no topo. É um pequeno toque que provavelmente levou muito para aperfeiçoar e animar, já que Ellie pode guardar coisas durante praticamente qualquer movimento.
Explosões de minas E armadilhaS prendem pedaços de pessoas no teto e os pedaços caem
As notas ficam molhadas se você as ler na água
E por fim o design dos levels, a arquitetura e ambientação incrivelmente variada e com uma atmosfera coesiva em todos os momentos do jogo!
