เครื่องมือและเทคนิคที่ฉันชอบสำหรับการพัฒนาเกมเชิงกระบวนการ

• ภาพรวมของโปรเจกต์

  • ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ผู้เขียนได้ทำงานกับฉาก 3D และเลเวลที่รันในเบราว์เซอร์
  • ตอนแรกเริ่มจากเดโมแยกเดี่ยว แต่ค่อย ๆ พัฒนาเป็นโปรเจกต์ลักษณะคล้ายเกมที่เชื่อมต่อถึงกัน
  • ใช้เทคนิคเชิงกระบวนการและเชิงกำเนิดเพื่อสร้างองค์ประกอบบางส่วน

• Shaders + Textures

  • เท็กซ์เจอร์ส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้ไร้รอยต่อ เพื่อไม่ให้เห็นลวดลายซ้ำแม้ในพื้นที่ขนาดใหญ่
  • สร้างเชดเดอร์แบบกำหนดเองใน Three.JS เพื่อเพิ่มความสามารถเพิ่มเติม

• Triplanar Mapping

  • สามารถใช้เท็กซ์เจอร์กับเมชได้โดยไม่ต้องมี UV map จึงเหมาะกับภูมิประเทศที่สร้างแบบเชิงกระบวนการ
  • นำไปใช้งานได้ไม่ซับซ้อน และประยุกต์ใช้กับเมชได้หลากหลายประเภท
  • ใช้ฟังก์ชัน pow() เพื่อปรับน้ำหนัก ช่วยเพิ่มคุณภาพและปรับแต่งประสิทธิภาพให้เหมาะสม

• Hex Tiling

  • อัลกอริทึมสำหรับซ่อนการทำซ้ำของเท็กซ์เจอร์แบบไร้รอยต่อ
  • พอร์ตเป็นไลบรารีแบบสแตนด์อโลนที่รวมเข้ากับโปรเจกต์ Three.JS ได้ง่าย
  • ต้องใช้ UV map และมีภาระด้านประสิทธิภาพค่อนข้างสูง

• Depth Pre-Pass

  • เรนเดอร์ฉากสองครั้งเพื่อบันทึกค่าความลึกของพิกเซล ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
  • ในฉากที่มี overdraw สูง สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากกว่า 30%

• AI-Powered PBR Texture Synthesis

  • ใช้เท็กซ์เจอร์ที่สร้างด้วย AI เพื่อยกระดับคุณภาพของฉาก
  • ใช้ DeepBump และ Materialize ในการสร้าง PBR map

• Volumetric Fog/Clouds

  • พัฒนาเชดเดอร์สำหรับเพิ่มเมฆหรือหมอกเข้าไปในฉาก
  • ใช้ LoD noise lookup เพื่อเพิ่มความสามารถที่หลากหลาย

• Meshes + Geometry

  • ศึกษาเทคนิคการสร้างและดัดแปลงเมชขณะรันไทม์
  • ส่วนใหญ่ใช้สร้างองค์ประกอบตกแต่งหรือฉากหลังแบบเชิงกระบวนการ

• LoD Terrain

  • สร้างภูมิประเทศด้วยฟังก์ชัน noise และปรับความละเอียดแบบไดนามิกตามระยะห่างจากกล้อง

• Procedural Mesh Processing + Manipulation Pipeline

  • สร้างไปป์ไลน์สำหรับแบ่งย่อยและดัดแปลงเมช low-poly แบบเชิงกระบวนการ
  • การจัดการ normal ต้องใช้ความพยายามอย่างมาก

• Future Work

  • มีแผนใช้ Constructive Solid Geometry(CSG) เพื่อรวมเมชหรือเจาะตัดบางส่วนออก
  • ตั้งใจพอร์ตไปยัง Rust เพื่อทำความเข้าใจให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

สรุปโดย GN⁺

• บทความนี้แนะนำเทคนิคและเครื่องมือหลากหลายที่มีประโยชน์ต่อการพัฒนาเกมเชิงกระบวนการ
• เทคนิคการทำเท็กซ์เจอร์อย่าง Triplanar Mapping และ Hex Tiling ช่วยยกระดับทั้งประสิทธิภาพและคุณภาพไปพร้อมกัน
• การสร้างเท็กซ์เจอร์ด้วย AI และเชดเดอร์ Volumetric Fog/Clouds ช่วยเพิ่มความสมจริงให้กับฉาก
• งานในอนาคตอย่าง Constructive Solid Geometry มีศักยภาพสูงสำหรับการดัดแปลงเมช
• โปรเจกต์ที่มีความสามารถคล้ายกัน ได้แก่ ProBuilder ของ Unity และ Houdini

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• เคยมีประสบการณ์ลองทำการสร้างเชิงกระบวนการมาก่อน

  • โดยเฉพาะพยายามทำต้นไม้สวย ๆ
  • รู้สึกว่ายังขาดวิธีเชื่อมเรขาคณิตเข้าด้วยกันได้อย่างง่ายดาย
  • การสร้างทรงกระบอกสองอันนั้นง่าย แต่การเชื่อมมันเข้าหากันยากมาก
  • ในทางทฤษฎี CSG อาจช่วยอุดช่องว่างนี้ได้ แต่ยากเพราะต้องโมเดลเป็นรูปทรง 3D
  • เคยพยายามทำรูทีนสำหรับเชื่อมลูปสองวงเข้าด้วยกัน แต่ทำงานได้ไม่ดี
  • ภายหลังอยากสร้างเกมที่ระบบการสร้างเชิงกระบวนการแบบโมดูลาร์ทำงานได้เองอย่างเป็นธรรมชาติ

• การสร้างภูมิประเทศที่ดีไม่ใช่เรื่องง่าย

  • ยากทั้งในระดับขนาดของโลกและในระดับสายตาผู้เล่น
  • แนวทางแบบง่ายจะสร้าง height map ที่ขรุขระและแทบไม่เหมือนความเป็นจริง
  • Dwarf Fortress เริ่มจาก midpoint displacement พื้นฐานแล้วปรับแต่งเฉพาะทางเพิ่มอีกมาก

• เป็นบทความที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับเทคนิคเชิงกระบวนการบนเว็บ

  • ถ้าสนใจตัวแก้ไขเลเวล RPG เชิงกระบวนการที่ยังอยู่ระหว่างพัฒนา แนะนำให้ดู https://github.com/gamedevgrunt/3D-Action-RPG-JavaScript

• มีประสบการณ์ทั้งดีและไม่ดีกับการใช้ depth pre-pass

  • ลองมาหลายครั้งแล้ว แต่ไม่ค่อยรู้สึกถึงการเพิ่มประสิทธิภาพมากนักบน GPU เดสก์ท็อประดับกลางถึงสูง
  • ไม่แน่ใจเหตุผลนัก แต่อาจเป็นเพราะ early Z rejection ช่วยประหยัดการเรียกใช้ pixel shader ไปแล้ว
  • โดยทั่วไปจะเรนเดอร์เมชทึบแสงจากหน้าไปหลัง
  • เพื่อความเป็นธรรม การทดลองของตัวเองเกิดขึ้นในบริบทของแอปพลิเคชัน CAD/CAM ไม่ใช่เกม
  • ฉากมีเท็กซ์เจอร์น้อยมากและมีเรขาคณิตที่มีจำนวนโพลิกอนสูงมาก ต่างจากสภาพแวดล้อมเกมทั่วไป

• ในฐานะศิลปิน 3D นี่เป็นบทความที่น่าสนใจมาก

  • บทความดี ๆ เกี่ยวกับหัวข้อนี้มีน้อยมาก
  • วางแผนว่าจะลองใช้ Three.js