《古墓奇兵：崛起》开发日志：制雪技术与 Houdini 仿真器
建立一个逼真且可信的世界是我们在《古墓奇兵：崛起（Rise of the Tomb Raider）》中努力实现的主要目标之一，其中与环境的对抗总是牵涉到「女人 Vs. 荒野」的部分。
在《古墓奇兵：崛起》中有个环境就是危险的雪山。 要使劳拉与周遭互动看似真实且可信，是创造这种类型的环境众多挑战之一。 而我们的解决方案就是创造一个仿真互动的雪，使劳拉走过积雪的地方都会产生足迹。
我们寻找了许多不同的方法来解决这个难题，例如视差绘制贴图（Parallax Decal Mapping）和传统 2D / 3D 粒子系统（Particle Systems）等方式，但这些都没有我们的需要。 在经过多次的实验后，我们创造了反复变化地形系统（Iteration the Deformable Terrain System）。
VIDEO
这个系统能让设计师自定义可变化的地形区域，使人、动物和其他物体能与周遭环境进行互动。 这项技术是透过高度的动态生成和法线贴图（Normal Map）来实现在最高点与平滑的表面间移动，以形成高峰和谷底的地形。
在整个开发过程中，我们也遇到了些许「障碍」。 其中最大的难题就是地形顶点的密度，网格遍布得过于疏或密，都会可能使地形变化失败。 我们首先使用手动的方式调整网格至最佳密度，但很快地使这大空间造成了性能和内存的问题，而且这个方法难以制作层面上的循环，我们最终采用的解决方案是动态密铺（Dynamic Tessellation）。 动态密铺会自动补强镜头范围内的网格密度，这提供了有效的解决方法并保持在我们预计的性能和内存中，同时也能随着设计师的自由地制作层面上的循环。
VIDEO
另一个难题就是劳拉周围的环境从未影响到她。 劳拉可能在世界中移动自如，而根本不知道她是否与环境互动。 我们透过动态调整她对于深度变化的移动速率和动画基础。 劳拉现在经过厚厚的积雪会有减慢和费力的感觉，就立足在个真实世界般。
我们的最后一到难题是玩家会跑来跑去，最后一切都将被夷为平地。 虽然现实，但不美观。 我们的解决方法是加入重置定时器，能让地形的变化随着时间过去而自然地「填补」。
呵，在这整个发展过程中有个小趣事，我们曾展开商讨要使用动态捕捉让劳拉做出雪天使的动作。 遗憾的是，我们没有成功地使用在游戏中！
另一项在《古墓奇兵：崛起》中有趣的挑战即为于冲击性的时刻加入一层额外的视觉效果。 我们希望这些视觉效果不仅有利于加强那一刻的真实感，而且还提供了超乎游戏的质量。 我们选择创造劳拉遇上雪崩的那一刻。
这一刻需要以实时运算进行，这就表示无法以预染的过场动画表示。 我们只需要利用我们引擎上的所有功能来修改世界、使劳拉的服装实时更新，无需如同电影般昂贵且耗时的编辑。
我们在早期的概念阶段，我们在游戏的粒子系统中尝试过几种操纵网格的组合，但都没有帮助。 我们努力在预定的范围内同时达成逼真的移动、互动和视觉效果。 我们使用传统技术是无法达到预期的结果，所以我们望向以电影化的技术来解决。 我们的目标：采用流体动力学整合实际的环境来仿真真实的雪崩。
而这个新方向同时也带来了全新的挑战要解决。 我们如何建立？ 我们如何整合？ 我们该如何处理人物、几何层次、镜头和灯光？ 该怎么针对性能优化？
我们的首要任务就是调查如何重现雪崩的实际环境。 我们调查了许多关于精灵基础翻书动画（Sprite Based Flipbook Animations）、3D 纹理和 Bink 动画回播，最后我们选择使用 Bink 动画，这是我们的引擎可以使用且能非常有效地管理内存的方式。 我们不知道会消耗多少成本在译码和绘制上，故在经过分析后，我们的结论是译码和绘制平均每帧需小于 1 ms，这是个非常可行的解决方法。
接着我们也研究了一些业内的标准软件套件来仿真我们的雪崩。 我们决定使用 Side Effects Houdini，Houdini 是个功能齐全的 3D 软件，专门用于视觉效果。 它有流畅且灵活的视觉手稿流程，这使我们能够轻松打造外观和感觉的效果。 关于雪崩，我们利用粒子的混合和仿真火烧的定制着色器来实现了最终的结果。
一旦我们有了可行的再生装置和视觉外观，我们就需要建立个有效并循环的作业流程。 我们最大的担忧就是几何体的变化量、灯光和镜头在整个过程中的接受度，这部分我们希望能尽量避免。 为了协助减缓这个问题，我们在各个部分设置停留期间，使其不再改变。 我们仍大量使用 FBX 和 Alembic 格式，以帮助内容输出到 Houdini。
我们接下来进行光源与渲染的最终排列。 随着《古墓奇兵：崛起》中使用到的基于物理渲染（Physically Based Rendering）兴起，这变得相当容易。 我们能够在 Houdini 中利用我们现有的 HDR（高动态范围，High Dynamic Range）环境贴图和光源讯息来复制出我们在游戏中的灯光条件。 Houdini 具有能将我们的所有内容渲染成图层的能力，并且能针对需要的部分进行色彩校正。
VIDEO
在游戏中使用合成图层更是具挑战性的。 传统的技术为元素分层相互往上堆栈。 不过若要修改任何一个几何体，往往需要重新渲染图层以保持一致。 因为知道有反复的图层，所以我们希望尽可能避免重复作业的可能。 为此，我们研究了景深合成（Depth Compositing），景深合成是指每个渲染图像都包含多个样本的景深信息，能让分层的图像不会残存。
我们深度探讨与整合景深合成的想法后，认为对于开发进度太过昂贵且费时。 我们知道这限制了我们构建镜头的方式，会造成极少的部分回去使用传统技术。 我们避免了与具半透明雪崩互动的动态对象，例如人物、布料和树叶。
除了雪崩j外，在游戏中的其他几个方面也有使用这种技术，以帮助增加额外的刺激感和视觉乐趣。
《古墓奇兵：崛起》将于 2015 年 11 月 10 日在 Xbox One / Xbox 360 上先行推出，PS4 / PC 版则预定于 2016 年发售。来自 -
http://tombraider.tumblr.com/pos ... ni-simulations-mike
