Демонстрация впечатляющей технологии тумана в Death Stranding

Ранее мы писали о выступлении программиста Guerrilla Games на Siggraph 2017, который представил новые технологии освещения и сглаживания, внедренные в движок Decima. Как вы должны помнить, этот же движок используется студией Хидео Кодзимы для разработки Death Stranding. И как раз для новой игры Кодзимы была разработана система тумана. 

Decima Engine включает гибкую систему атмосферного рассеивания, которая привязана к облакам и наружному освещению. Однако команде Кодзимы требовалась оптимизированная система тумана, которая позволяет добиваться фотореалистичного качества. 

Обычно заранее рассчитанное атмосферное рассеивание — один из самых лучших способов добиваться реализма в играх. Такой подход позволяет создать правдоподобную атмосферу, но разработчикам часто требуются альтернативные вариации тумана — плотность, его цвет. 

Для достижения этого и сохранения эффективности фотореализма можно добиваться путем представления дистанции (окрашивание удаленных объектов в синеватый оттенок, создавая ощущение расстояния из-за плотности воздуха) и вариаций тумана при помощи одной модели высоты тумана. Разработчики создали аналитическую модель высоты тумана, комбинируя ее с рассчитанной моделью атмосферного рассеивания.

В то время как пре-расчитанная модель атмосферного рассеивания проводит числовую интеграцию, хранение и передачу информации в таблицы, модель высоты тумана рассчитывает туман напрямую при рнедеринге сцены.

Так как Kojima Productions не смогла найти удовлетворительное аналитическое решение модели высоты тумана, они разработали ее сами. Подход команды свелся к использованию информации о солнце и свете от неба, после чего данные вводятся в модель тумана из предварительно рассчитанной модели атмосферного рассеивания. 

Разработчики провели предварительный расчет солнечной модели и плотного тумана. Их можно использовать в качестве основы для создания различных погодных условий, без необходимости дополнительных предварительных расчетов. В ролике ниже можно посмотреть пример. 

Галерея ниже представляет результат использования модели и ее компонентов. Первое изображение — финальный результат. Второе — фоновое излучение. Третье — фоновое излучение помноженное на фактор сочетания с фоном. Четвертое — компонент солнца. Пятое — компонент рассеянного света. Суммируя три последних изображения разработчики добиваются нужного результата. 

Видео ниже представляет тестовую сцену из движка, с различными уровнями плотности тумана и цветом.