CitizenCon 2948 – Panel: Breathing Life Into Content With Physics

Am 10.10.2018 fand in Austin, Texas die diesjährige CitizenCon statt! Technical Director Sean Tracy und Senior Tool Programmer Andreas Rohr zeigen uns bei diesem speziellen Panel, wie und warum Physik dazu beiträgt, Umgebungen und Charaktere in Star Citizen zum Leben zu erwecken.

Wir haben für euch das Panel an dieser Stelle einmal zusammengefasst.

• Das Panel ist in zwei Themen unterteilt: Umgebung (Animiert versus simuliert) und Kleidung.

• Andreas spricht dann speziell über die Kleidung der Charaktere und den Unterschied zwischen der Pendulum Simulation und der Vertex Simulation.

• Warum wollen wir  Gegenstände physikalisch simulieren?
  • Aktuell setzt man bei Spielen vorgefertigte Animationen in dynamischen Umgebungen ein. Dynamische Umgebungen sind Dinge wie KI oder Spieler Kollisionen, Explosionen, generell alles was in der näheren Umgebung etwas ändert. Solche Dinge kann man schlecht mit fertigen Animationen abdecken, nur benötigt man mehr Leistung für die Physikberechnung, diese muss man dann optimieren.

• Klar ist, dass Gegenstände, die in der Nähe sind, korrekt reagieren sollen.

• Physik zu benutzen macht es um einiges einfacher, Inhalte zu erschaffen, da der Designer direkt das Asset erschaffen kann und die Physikberechnug den Rest macht. Bei einer Animation sind mehrere Abteilungen beschäftigt, das kostet auch mehr Zeit.

• Neben der Leistung, die für die Physikberechnung benötigt wird, musste auch die Programmiersprache Lua komplett aus der Engine entfernt werden. Dadurch funktionierten einige Dinge nicht mehr.

• Man hatte vorher versucht, durch andere Techniken Flaggen oder Planen im Wind zu simulieren, aber diese haben zu viel Leistung gekostet. Damals hatten die Planeten wenig von diesen Gegenständen, nun aber mit Hurston konnte man besagte Techniken nicht mehr einsetzen.

• Durch die neue Physikberechnung können die Kollegen der Abteilung Kunst und Design diese Dinge für Einschränkungen aller Art nutzen, für weiche Körper, Umgebungsstoffe und Charakterkleidung.

• In der Demo wiegten sich Bäume und Gräser im Wind, welcher durch das Planet Technology Team erschaffen wurde. Allein diese Bewegung bringt so viel Leben ins Spiel, welches ohne ansonsten eher an die Spiele der frühen 2000er erinnern würde.

• Es gibt einmal für Planeten den globalen Wind für Partikel, Bäume und Gras und Wind für bestimmte Areale.

• Diese Windfeld Entität (Wind Area Entity) simuliert die Luft in ihrem Widerstand und Viskosität. Zusätzlich wird die Windrichtung und Geschwindigkeit durch den Designer festgelegt. Diese Entitäten kann man natürlich auch bei Triebwerken und Steuerdüsen einsetzen.

• Diese beiden Möglichkeiten sollen in das Wettersystem eingebracht werden, was Chris Roberts so gerne haben möchte.

  

• Was ist der Unterschied zwischen animiertem Stoff und der Stoff Entität?
  • Animierter Stoff ist in seinen Möglichkeiten zwar durchaus vielfältig, aber doch begrenzt. Wie bereits erwähnt, sind viele Abteilungen daran beteiligt wie das Design und Animations-Team. Ebenfalls können animierte Stoffe oder Kleidung nicht auf die Physik reagieren. Die Stoff Entität reagiert auf die Physik und damit sind fast unendlich viele Möglichkeiten vorhanden wie sich der Stoff bei Wind verhält.

    

• Ein Problem, was sie am Anfang hatten, war die Instabilität, die beim Einsatz der Physikberechnung auftrat. Die Polygone, welche sich durch die Simulation geändert hatten, gingen nicht in ihren Ursprungszustand zurück, sondern bildeten eine großen Polygon-Ball (Poly-Soup). Ein Teil der Lösung war, dass alle sichtbaren Teile die gleiche geometrische Struktur haben mussten. Genauso wurde das Rendergitter (Render Mesh) von der Simulation entkoppelt.
• Als letztes haben sie noch an den Kollisionen von Stoffen gearbeitet, damit diese physikalisch mit anderen Gegenständen reagieren können. Man kann den Stoffen Eigenschaften geben, ob diese mehr glatt oder rau sind und damit mehr oder weniger über einen Gegenstand gleiten. Dadurch kommen auch Kombinationen wie eine Plane, welche vom Wind von einem Schiff herunter geweht, wird zustande.

  

• Früher gab es zwei Pipelines für den Umgebungsstoff und für den Stoff der Kleidung. Diese werden nun zusammen gefügt bzw. nutzen das gleiche System, wodurch die Zusammenarbeit erleichtert und beschleunigt wird.

• Die Charaktere waren früher aus einem internen Skelett aufgebaut und die Pendulums waren Verlängerungen dieses Skeletts. Diese wurden hauptsächlich benutzt, um Gegenstände an den Charakter zu heften, wie Granaten oder einen Raketenwerfer auf dem Rücken. Bei Bewegung bewegten sich diese Gegenstände leicht mit, nur komplexere Dinge wie Stoffe oder Kleidung konnten damit nicht gut simuliert werden.

• Mit der Vertex Simulation kann man mehr Details in das Mesh der Kleidung setzen und damit bewegt sich der Stoff mit der Bewegung des Charakters mit. Das ist vor allem wichtig, da Kleidung eines Charakters sich viel dynamischer verhält als eine Flagge, welche im Wind weht.

  

  

• Die Idee, die man hatte, war nicht ein neues Tool zu erschaffen, sondern einfach das Programm Maya zu nutzen. Die Charakter-Skelette und Assets wurden damit bereits bearbeitet und Kleidung sollte damit leichter zu gestalten sein, weil es auch vielen Designer bekannt ist und nichts zusätzlich erlernt werden muss.

• Mit der Vertex Simulation ist es möglich, mehrere Lagen an Kleidung unabhängig voneinander zu simulieren, was durch die Pendulum Simulation nie möglich gewesen wäre. Für die Zukunft arbeiten sie an deformierbaren Gegenständen, die zum Beispiel auf Explosionen reagieren. Natürlich möchten sie die Performance an sich verbessern, um schneller auch Inhalte ins Spiel zu bringen. Verbesserungen der Tessellation, damit die Assets grafisch feiner werden in ihrer Struktur. An den Signed Distance Fields wird für die Optimierung von Kollisionen, welche auch mit den Schiffsschilden zu tun haben werden, gearbeitet. Abnutzung der Kleidung oder Einschusslöcher darin ist eine Thema für die Zukunft, ebenso wie Softbody to Softbody Kollision, dass also weiche Gegenstände wie Kissen, Vorhänge etc. korrekt miteinander kollidieren.

  

Quelle: Youtube
Übersetzung: StarCitizenBase
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