Prévia e entrevista do motor: Deformação do solo
Não é mais segredo que o solo no Farming Simulator 25 vai se deformar. Mas você quer alguns detalhes, não é? Bem, vá e pegue alguns!
Junto com novas capturas de tela visualizando como o solo será deformado, o engenheiro sênior de software Eddie Edwards, da GIANTS Software, entrará em mais detalhes sobre como isso realmente funciona.
Eddie, conte-nos primeiro sobre você e sua posição. Qual é seu papel?
Sou um dos programadores de motores sênior do Farming Simulator. Estou na GIANTS desde os primeiros dias do FS13. Criei a porta original do PlayStation 3 e fui responsável por outras portas do GIANTS Engine para PS4, PS5, Switch e iOS. Sou muito "o cara do PlayStation" na empresa, mas também trabalho em tecnologia de motores multiplataforma, como Density Maps, renderização, compilador de shaders, alguma física, áudio, etc.
Não há muito no GIANTS Engine em que eu não tenha trabalhado até certo ponto nos últimos 12 anos! E, em particular, é claro, criei as novas tecnologias que nos trazem deformação do solo para o FS25 - o sistema de Density Map aprimorado, o novo sistema de geometria do terreno e o sistema de texturização virtual do terreno.
Não é mais segredo que o solo no Farming Simulator 25 vai se deformar. Mas você quer alguns detalhes, não é? Bem, vá e pegue alguns!
Junto com novas capturas de tela visualizando como o solo será deformado, o engenheiro sênior de software Eddie Edwards, da GIANTS Software, entrará em mais detalhes sobre como isso realmente funciona.
Eddie, conte-nos primeiro sobre você e sua posição. Qual é seu papel?
Sou um dos programadores de motores sênior do Farming Simulator. Estou na GIANTS desde os primeiros dias do FS13. Criei a porta original do PlayStation 3 e fui responsável por outras portas do GIANTS Engine para PS4, PS5, Switch e iOS. Sou muito "o cara do PlayStation" na empresa, mas também trabalho em tecnologia de motores multiplataforma, como Density Maps, renderização, compilador de shaders, alguma física, áudio, etc.
Não há muito no GIANTS Engine em que eu não tenha trabalhado até certo ponto nos últimos 12 anos! E, em particular, é claro, criei as novas tecnologias que nos trazem deformação do solo para o FS25 - o sistema de Density Map aprimorado, o novo sistema de geometria do terreno e o sistema de texturização virtual do terreno.
Firmeza e Viscosidade
Como o solo se deforma
Dependendo do tipo de solo, a deformação e compressão do solo dependem de múltiplos fatores. Dê uma olhada!
Quais fatores definem como o solo se deforma?
Eddie: Vários fatores afetam isso. Primeiro, cada tipo de solo tem um nível diferente de “firmeza” e “viscosidade”. O asfalto não pode ser deformado de forma alguma, por exemplo, enquanto a lama pode ser deformada muito (devido à “firmeza” diferente), e dirigir na neve a esmaga instantaneamente, enquanto dirigir na lama faz com que ela se comprima por mais tempo (devido à “viscosidade” diferente). Além disso, se o solo estiver molhado, isso também afeta a deformação.
O veículo que você está dirigindo também afeta a deformação - o peso do trator e a largura dos pneus afetam a reação do terreno. E um veículo mais lento afundará mais rápido do que um veículo rápido.
Como a deformação do solo afeta a jogabilidade? O que os jogadores “sentirão”?
Pela primeira vez, o FS25 proporciona uma resposta física real do terreno: você sentirá o trator batendo no chão e verá que ele cria sulcos e trilhas, e se você voltar e passar por esses sulcos e trilhas, sentirá o efeito deles também.
Também é mais difícil dirigir se você tiver cavado o solo, assim como é na vida real. Dirigir na chuva será mais difícil do que dirigir quando estiver ensolarado. A configuração dos seus pneus agora tem um efeito maior também, e você pode precisar considerar quais pneus são melhores para usar em diferentes estações e diferentes tipos de trabalho de campo.
Dependendo do tipo de solo, a deformação e compressão do solo dependem de múltiplos fatores. Dê uma olhada!
Quais fatores definem como o solo se deforma?
Eddie: Vários fatores afetam isso. Primeiro, cada tipo de solo tem um nível diferente de “firmeza” e “viscosidade”. O asfalto não pode ser deformado de forma alguma, por exemplo, enquanto a lama pode ser deformada muito (devido à “firmeza” diferente), e dirigir na neve a esmaga instantaneamente, enquanto dirigir na lama faz com que ela se comprima por mais tempo (devido à “viscosidade” diferente). Além disso, se o solo estiver molhado, isso também afeta a deformação.
O veículo que você está dirigindo também afeta a deformação - o peso do trator e a largura dos pneus afetam a reação do terreno. E um veículo mais lento afundará mais rápido do que um veículo rápido.
Como a deformação do solo afeta a jogabilidade? O que os jogadores “sentirão”?
Pela primeira vez, o FS25 proporciona uma resposta física real do terreno: você sentirá o trator batendo no chão e verá que ele cria sulcos e trilhas, e se você voltar e passar por esses sulcos e trilhas, sentirá o efeito deles também.
Também é mais difícil dirigir se você tiver cavado o solo, assim como é na vida real. Dirigir na chuva será mais difícil do que dirigir quando estiver ensolarado. A configuração dos seus pneus agora tem um efeito maior também, e você pode precisar considerar quais pneus são melhores para usar em diferentes estações e diferentes tipos de trabalho de campo.
A diversão de arar
Arando em outro nível
Embora a deformação no solo seja individualizada em relação às máquinas, seu peso e outras condições, uma atividade de campo em particular provavelmente parecerá muito diferente no Farming Simulator 25.
Que tipo de máquina/equipamento mostrará melhor a deformação do solo?
Arar é uma experiência nova agora - o arado cria sulcos físicos reais que não só podem ser vistos mais claramente na tela, mas também afetam o trator ao passar por cima deles. Além disso, máquinas com esteiras de lagarta se destacam agora, pois podem lidar muito bem com terrenos irregulares.
Embora a deformação no solo seja individualizada em relação às máquinas, seu peso e outras condições, uma atividade de campo em particular provavelmente parecerá muito diferente no Farming Simulator 25.
Que tipo de máquina/equipamento mostrará melhor a deformação do solo?
Arar é uma experiência nova agora - o arado cria sulcos físicos reais que não só podem ser vistos mais claramente na tela, mas também afetam o trator ao passar por cima deles. Além disso, máquinas com esteiras de lagarta se destacam agora, pois podem lidar muito bem com terrenos irregulares.
Quer saber mais?
Vamos falar sobre performance, recursos visuais e desafios!
Quais foram os desafios técnicos na implementação da deformação do solo?
A deformação do solo funciona em um tamanho de grade de 12,5 cm, o que resulta em 16K x 16K para um mapa de 2 km (são 256 megapixels - o mapa em si tem apenas 4 megapixels). Houve vários desafios técnicos com o armazenamento eficiente desses dados e também com o processamento eficiente dos dados, por exemplo, quando ferramentas como cultivadores ou arados trabalham nos campos e quando veículos passam pelos campos e reagem a essas pequenas saliências e sulcos.
Há também um nível "procedimental" de deformação do solo, que é mapeado com geometria de forma semelhante à forma como o terreno é mapeado por textura com imagens, exceto que ele é executado na CPU em vez de na GPU mais rápida, então tivemos que otimizar bastante esse código.
Como os dados de deformação do solo são armazenados e gerenciados?
Como a deformação do solo funciona em uma resolução maior do que lidamos antes, queríamos economizar memória em áreas que não são deformadas (por exemplo, em montanhas rochosas ou em lugares onde o jogador ainda não esteve), então criamos uma versão "esparsa" dos Mapas de Densidade. Isso armazena blocos de dados apenas em regiões onde a deformação realmente existe. Além disso, para reduzir ainda mais a pegada de memória, os blocos são todos compactados, usando uma versão mais avançada da compressão do Mapa de Densidade existente que usamos no passado.
Além disso, para dar suporte a operações rápidas nesses dados de alta resolução, criamos uma Unidade de Processamento de Mapa de Densidade (DPU) que é como um pequeno emulador de GPU que roda na CPU e é capaz de executar operações em Mapas de Densidade em velocidades muito mais altas do que antes. Na verdade, ele pode ser programado usando nossa linguagem de shader interna, embora esse recurso ainda não seja usado no FS25.
Para velocidade, todo o sistema (compressão de dados, operações de DPU e geração de procedimentos) é escrito usando instruções SIMD nativas (SSE4.1 ou AVX2 em PC e consoles, e NEON em Macs baseados em ARM). Há muito mais código otimizado para SIMD nesta versão do Farming Simulator do que nunca tivemos antes.
Conte-nos como você otimizou a física de deformação para desempenho.
Em versões anteriores do Farming Simulator, a física personalizada do veículo lidava com o terreno em uma resolução de 0,5 m. Com a deformação e o deslocamento do terreno, a resolução agora é de 0,125 m - 4x maior em cada direção, ou 16x mais triângulos. Isso tornou nossa detecção de colisão de roda vs terreno 16x mais lenta, então escrevemos uma implementação personalizada disso para o FS25 que é aproximadamente trinta vezes mais rápida do que o código antigo, então, no geral, nossa física do veículo agora é cerca de duas vezes mais rápida do que antes, mesmo com todos os novos recursos.
O novo código de física envolveu muita matemática e análise numérica - felizmente tenho mestrado em matemática, o que me ajudou muito nessa tarefa!
Como o jogo lida com transições visuais para deformação do solo?
Outro novo recurso do FS25 é a malha quadtree do terreno, que permite renderização de triângulos de alta resolução perto do jogador, mas usa uma resolução menor mais longe - não há necessidade de renderizar a geometria deformada quando ela está a centenas de metros de distância.
A geometria se transforma suavemente de deformada para não deformada a alguma distância do jogador. No entanto, essa transição é bem escondida por causa de outra nova tecnologia no FS25, que é o sistema de textura virtual do terreno.
Embora a deformação não seja renderizada à distância usando triângulos, ela ainda é sombreada e renderizada na textura do terreno (usando uma técnica gráfica chamada mapeamento normal). Então a deformação ainda é claramente visível, mesmo em áreas distantes onde a contagem de triângulos renderizados é muito baixa, e você pode ver os rastros deixados pelos veículos de IA mesmo se estiver observando-os a meio quilômetro de distância!
O que você mais gosta pessoalmente na deformação do solo no jogo?
Foi uma experiência muito gratificante implementar todas essas novas tecnologias, e adoro o fato de que o resultado não é apenas uma melhor experiência visual para o jogador, mas também que ele interage com a física e a jogabilidade de maneiras tão interessantes, tornando o FS25 um "simulador" muito mais interessante e realista do que nunca!
Escolha e faça a pré-encomenda!
Ao encomendar o Farming Simulator 25 (todas as versões), você ganha o Pacote MacDon com cinco máquinas de destaque!
Quais foram os desafios técnicos na implementação da deformação do solo?
A deformação do solo funciona em um tamanho de grade de 12,5 cm, o que resulta em 16K x 16K para um mapa de 2 km (são 256 megapixels - o mapa em si tem apenas 4 megapixels). Houve vários desafios técnicos com o armazenamento eficiente desses dados e também com o processamento eficiente dos dados, por exemplo, quando ferramentas como cultivadores ou arados trabalham nos campos e quando veículos passam pelos campos e reagem a essas pequenas saliências e sulcos.
Há também um nível "procedimental" de deformação do solo, que é mapeado com geometria de forma semelhante à forma como o terreno é mapeado por textura com imagens, exceto que ele é executado na CPU em vez de na GPU mais rápida, então tivemos que otimizar bastante esse código.
Como os dados de deformação do solo são armazenados e gerenciados?
Como a deformação do solo funciona em uma resolução maior do que lidamos antes, queríamos economizar memória em áreas que não são deformadas (por exemplo, em montanhas rochosas ou em lugares onde o jogador ainda não esteve), então criamos uma versão "esparsa" dos Mapas de Densidade. Isso armazena blocos de dados apenas em regiões onde a deformação realmente existe. Além disso, para reduzir ainda mais a pegada de memória, os blocos são todos compactados, usando uma versão mais avançada da compressão do Mapa de Densidade existente que usamos no passado.
Além disso, para dar suporte a operações rápidas nesses dados de alta resolução, criamos uma Unidade de Processamento de Mapa de Densidade (DPU) que é como um pequeno emulador de GPU que roda na CPU e é capaz de executar operações em Mapas de Densidade em velocidades muito mais altas do que antes. Na verdade, ele pode ser programado usando nossa linguagem de shader interna, embora esse recurso ainda não seja usado no FS25.
Para velocidade, todo o sistema (compressão de dados, operações de DPU e geração de procedimentos) é escrito usando instruções SIMD nativas (SSE4.1 ou AVX2 em PC e consoles, e NEON em Macs baseados em ARM). Há muito mais código otimizado para SIMD nesta versão do Farming Simulator do que nunca tivemos antes.
Conte-nos como você otimizou a física de deformação para desempenho.
Em versões anteriores do Farming Simulator, a física personalizada do veículo lidava com o terreno em uma resolução de 0,5 m. Com a deformação e o deslocamento do terreno, a resolução agora é de 0,125 m - 4x maior em cada direção, ou 16x mais triângulos. Isso tornou nossa detecção de colisão de roda vs terreno 16x mais lenta, então escrevemos uma implementação personalizada disso para o FS25 que é aproximadamente trinta vezes mais rápida do que o código antigo, então, no geral, nossa física do veículo agora é cerca de duas vezes mais rápida do que antes, mesmo com todos os novos recursos.
O novo código de física envolveu muita matemática e análise numérica - felizmente tenho mestrado em matemática, o que me ajudou muito nessa tarefa!
Como o jogo lida com transições visuais para deformação do solo?
Outro novo recurso do FS25 é a malha quadtree do terreno, que permite renderização de triângulos de alta resolução perto do jogador, mas usa uma resolução menor mais longe - não há necessidade de renderizar a geometria deformada quando ela está a centenas de metros de distância.
A geometria se transforma suavemente de deformada para não deformada a alguma distância do jogador. No entanto, essa transição é bem escondida por causa de outra nova tecnologia no FS25, que é o sistema de textura virtual do terreno.
Embora a deformação não seja renderizada à distância usando triângulos, ela ainda é sombreada e renderizada na textura do terreno (usando uma técnica gráfica chamada mapeamento normal). Então a deformação ainda é claramente visível, mesmo em áreas distantes onde a contagem de triângulos renderizados é muito baixa, e você pode ver os rastros deixados pelos veículos de IA mesmo se estiver observando-os a meio quilômetro de distância!
O que você mais gosta pessoalmente na deformação do solo no jogo?
Foi uma experiência muito gratificante implementar todas essas novas tecnologias, e adoro o fato de que o resultado não é apenas uma melhor experiência visual para o jogador, mas também que ele interage com a física e a jogabilidade de maneiras tão interessantes, tornando o FS25 um "simulador" muito mais interessante e realista do que nunca!
Escolha e faça a pré-encomenda!
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Quer mais FS25?
Quer saber mais sobre o Farming Simulator 25? Apostamos que sim. Ainda há muitas coisas que não revelamos - então fique ligado para mais nas semanas que antecedem seu lançamento em 12 de novembro. Confira nossas apresentações na FarmCon para mais detalhes!
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