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Neue Funktionen der Targem Engine 2.0: Globale Beleuchtung in Crossout 0.14.0

Im Crossout 0.14.0 Update, das am 25. Oktober 2022 erscheinen wird, wird eine bedeutende Verbesserung in unserem Rendering erscheinen. Wir haben dem Beleuchtungsmodell die Berechnung der indirekten, oder anders ausgedrückt — der globalen Beleuchtung hinzugefügt.

Bislang wurden in unserem Rendering vereinfachte Beleuchtungsalgorithmen aus der Umgebung verwendet. Sie berücksichtigten genau das direkte Licht von Lichtquellen, und das indirekte Licht wurde annähernd durch eine vorberechnete diffuse Cubemap auf der Ebene modelliert. Dank der Verfeinerung und Implementierung der "Scalable Global Illumination"-Technologie der Dagor Engine, die von unserem Publisher Gaijin Entertainment verwendet wird, ist es nun möglich, die indirekte Beleuchtung wesentlich genauer zu simulieren.

Jetzt wird die indirekte Ausbreitung des Lichts unter Berücksichtigung der umgebenden Geometrie simuliert, so dass zusätzlich zum direkten Licht auch reflektiertes und gestreutes Licht von verschiedenen Oberflächen und erweiterten Lichtquellen (Himmel, Oberflächen, die Licht emittieren und reflektieren, Schatten von massiven Objekten und Gebäuden usw.) erscheint. Dadurch wird die Qualität des Bildes in schlecht beleuchteten und völlig schattenbedeckten Bereichen spürbar verbessert — es wird voluminöser und strukturierter, und das reflektierte einfallende Licht (Reflex) von umliegenden Objekten erscheint ebenfalls.

Spezieller Modus zur Darstellung von Beleuchtungen ohne Texturen

Kontaktschatten und lokale Reflexionen 

Neben der Aktualisierung des globalen Beleuchtungssystems wurde auch der Mechanismus für die Darstellung von Schatten und Reflexionen verbessert, und es wurden SSCS- (Screen Space Contact Shadows) und SSLR-Techniken (Screen Space Local Reflections) eingeführt. Beide Effekte funktionieren nach ähnlichen Prinzipien — wir starten einen Strahl für jedes Pixel im Bildschirmraum und versuchen, dessen Schnittpunkt mit Objekten im Bild zu finden, die durch die "Tiefe" der Szene beschrieben werden. Das Ergebnis ist eine Art von Raytracing!

Bei Kontaktschatten wird der Strahl in der Nähe der Kamera über eine sehr kurze Strecke in Richtung der Lichtquelle und am Horizont über mehrere Dutzend Meter gesendet. Auf diese Weise können Schatten für kleine Objekte in der Nähe des Betrachters (wie Steine, Gras usw.) und für riesige Berge und Felsen in der Ferne gezeichnet werden. Dies ergänzt und verbessert die klassische Technik des Schatten-Renderings und spart Computerressourcen (zum Beispiel müssen wir keine zusätzlichen Informationen auf der CPU vorbereiten, da die Daten über die Tiefe der Szene ausreichen).

Mit den aktualisierten lokalen Reflexionen haben wir die zuvor verwendete SSPR-Technik ersetzt, die zusätzliche Berechnungen auf der CPU erforderte und außerdem eine Reihe von Einschränkungen aufwies, wie z. B.: die Anzahl der reflektierenden Oberflächen auf dem Bildschirm, die Möglichkeit, Reflexionen nur auf glatten Oberflächen zu zeichnen, sowie nicht ganz echte Reflexionen für Wasseroberflächen. Die neue SSLR-Technik ist völlig frei von diesen Nachteilen, und jetzt kann man ehrliche Reflexionen für alle Arten von Oberflächen zeichnen, in allen Konfigurationen! Der Algorithmus wiederholt die Logik der Kontaktschatten, aber dieses Mal schicken wir einen langen Strahl in die Richtung der beabsichtigten Reflexion.

Beide Techniken funktionieren nur in Verbindung mit TAA temporal anti-aliasing oder den fortschrittlichsten Glättungsarten wie NVidia DLSS oder AMD FSR 2.0. Dies liegt an den technischen Feinheiten der Implementierung der Techniken, die eine Akkumulation des Ergebnisses der Algorithmen für mehrere Frames erfordern, um die höchste Qualität und optimale Leistung zu erreichen. Beide Technologien füllen das Bild mit vielen Details und ergänzen die Arbeit des aktualisierten Global Illumination Systems. 

Bewegungsunschärfe und blendendes Licht

In Update 0.14.0 wurde die Bildnachbearbeitung verbessert und neue Effekte hinzugefügt. Sie simulieren die Unvollkommenheit von Foto- und Videogeräten und bringen das endgültige Bild mit geringem Aufwand an Computerressourcen näher an ein realistisches Bild.

Der Effekt der Bewegungsunschärfe erschien auf den Schlachtfeldern von Crossout. Er wurde entwickelt, um die Szene dynamischer zu gestalten und das Gameplay flüssiger und angenehmer zu machen. Wir haben den Effekt sorgfältig kalibriert, um die Kinematographie zu verbessern und das Gefühl von Geschwindigkeit bestmöglich zu vermitteln, ohne das Spielerlebnis in den Schlachten zu überschatten. Der Spieler kann die Intensität der Unschärfe in den Grafikeinstellungen selbst einstellen.

Darüber hinaus wurde dem Spiel der Lens Flare-Effekt hinzugefügt — ein Blendeffekt, der die Brechung von Lichtstrahlen in der Kameralinse simuliert. Dieser Effekt wird für eine natürlichere Darstellung von hellen Lichtquellen verwendet und erzeugt eine komplex geformte Blendung, die für die Linsen jeder optischen Kamera charakteristisch ist. Mit der Vignettierung kann man auch den Effekt der Abschattung durch die Kamerablende entlang der Bildränder reproduzieren, was dem Bild eine besondere Ausdruckskraft verleiht, ihm ein künstlerisches Aussehen verleiht und Lichtakzente setzt.

Der Bloom-Effekt wurde komplett überarbeitet. Früher haben wir eine einfache Technik verwendet, bei der das Bild der Szene mit Hilfe des Kontrasts skaliert wurde — dies führte zu einem sehr groben Ergebnis von geringer Qualität und geringer Auflösung, in den meisten Fällen war der Bloom-Effekt im Allgemeinen nicht sichtbar. Jetzt wird das Bild unter Berücksichtigung der Kamerabelichtung aufbereitet, und dann werden mehrere Stufen der Gaußschen Unschärfe mit unterschiedlicher Gewichtung angewendet. Dank der sorgfältigen Optimierung und der Verwendung moderner Techniken erhalten wir sehr filmische Highlights verschiedener Texturen (von Mikroglanz auf nassen Oberflächen bis hin zu hellen Blitzen von Explosionen) bei etwa gleichem Leistungsaufwand. Vielleicht fällt eucj auf, dass gepanzerte Autos im Sonnenlicht jetzt angenehme fotorealistische Highlights von Chrom und lackierten Fahrzeugteilen erzeugen.

Das war's für heute. Nächste Woche werden wir einen weiteren Teil des Entwickler-Blogs veröffentlichen, der sich mit dem großen audiovisuellen Update für Crossout befassen wird. Bleibt dran!

11 Oktober 2022