Con un post sulle pagine del Playstation Blog, Guerrilla Games ha pubblicato una serie di nuove immagini dell’espansione Burning Shores di Horizon Forbidden West. Insieme alle nuove immagini gli sviluppatori hanno spiegato come hanno migliorato i cieli.
Il mondo di Horizon è enorme e sontuoso, con panorami mozzafiato coronati da cieli che sembrano infiniti. Quando Guerrilla ha iniziato a crearlo, sviluppatori di vari reparti si sono sforzati di renderlo il più vivo e autentico possibile. Per gli specialisti di effetti atmosferici di Guerrilla, questo ha comportato popolare i cieli di nuvole realistiche.
Con Horizon Forbidden West c’è stato un ulteriore salto di qualità. E ora, in Burning Shores, Aloy è pronta a sfrecciare in cieli talmente verosimili da togliere il fiato.
L’approccio
“Se pensiamo all’orizzonte, ci vengono in mente grandi distese, come può essere il mare aperto con delle nuvole e il sole che sembrano toccarlo a una distanza incommensurabile”, afferma Andrew Schneider, Principal FX Artist di Guerrilla. “I giochi open-world presentano delle sfide metaforicamente simili. Come possiamo rendere l’esperienza talmente immersiva da far sembrare l’ambiente di gioco virtualmente infinito?”
Un conto è stato porsi questa domanda, ma affrontare le conseguenti sfide tecniche è stato un altro paio di maniche.
10 anni fa, nei film per il cinema e negli studi d’animazione si è cominciato a usare il rendering volumetrico per creare le nuvole. Nei videogiochi, questa tecnica richiedeva troppo tempo per ottenere un’alta qualità a framerate accettabili, ma gli sviluppatori erano consapevoli del suo enorme potenziale.
L’evoluzione dell’hardware ha cambiato le cose. Nel 2015, infatti, il team di Guerrilla ha introdotto un metodo per risolvere il problema della creazione delle nuvole in modo efficiente nei giochi open-world per PlayStation 4. Andrew ha collaborato con Nathan Vos, Principal Tech Programmer di Guerrilla. Insieme hanno creato il sistema delle nuvole volumetriche ottimizzato per l’open world di Horizon Zero Dawn. Le nubi incredibilmente dettagliate rendevano il mondo di Aloy ancora più bello e pieno di vita. Questo sistema permetteva di gestire il ciclo giorno-notte e animazioni realistiche, assicurando un senso di coinvolgimento senza precedenti.
Tutto questo ha gettato le basi per un ulteriore miglioramento in Horizon Forbidden West.
L’evoluzione
In un videogioco, le nuvole aiutano a definire l’atmosfera. Come la vegetazione lussureggiante, le acque limpide e le rupi frastagliate, i cieli di Horizon sono fatti per emozionare. Non sarebbe bastato tratteggiare qualche anonima linea bianca all’orizzonte: servivano dinamismo, varietà e definizione.
“Ci siamo ispirati agli esponenti del cosiddetto luminismo, come il pittore ottocentesco Albert Bierstadt. Questi artisti si focalizzavano sull’interazione tra le nuvole e il terreno sottostante, lavorando sulla luce e sui dettagli per dipingere grandiosi paesaggi di una suggestione unica.”
“Per ricreare questo effetto in 3D, serviva un metodo per modellare le nuvole. Per Horizon Zero Dawn abbiamo esplorato varie soluzioni tecniche. I voxel sono come dei blocchi per costruire nubi 3D volumetriche. In pratica, abbiamo creato un simulatore di nuvole e sperimentato con il rendering dei voxel 3D in tempo reale.”
“Purtroppo erano tecnologie troppo avanzate per l’epoca”, ricorda Andrew. “Lato hardware e software non eravamo ancora pronti. Così abbiamo deciso di creare le nuvole con un metodo semplice ed efficiente che potesse dare comunque buoni risultati, pur richiedendo più lavoro di modellazione rispetto alla simulazione.”
La soluzione è stata quella di inserire strati fissi di nubi, piuttosto che formazioni individuali. Ma questa struttura ha dovuto evolversi per supportare l’aggiunta delle cavalcature volanti in Horizon Forbidden West.
Per il sequel, Andrew e Nathan hanno migliorato la qualità di rendering del sistema base usato in Zero Dawn, inserendo il supporto ai nuovi banchi di nebbia che si possono attraversare volando a bassa quota. Questo ha permesso di creare fenomeni meteorologici come spaventose super-tempeste elettriche vorticanti. Era come se le nuvole avessero una personalità propria, animate da una forte tensione atmosferica.
Una nuova sfida tecnica
Naturalmente, il passo successivo è stato innovare ulteriormente il sistema per Horizon Forbidden West: Burning Shores. Per questa espansione, il team ha fatto ricorso alla tecnologia voxel e apportato molte altre migliorie tecniche al mondo di gioco.
“I sistemi sviluppati per Horizon Zero Dawn e Horizon Forbidden West erano molto veloci perché non serviva memorizzare le nuvole come oggetti 3D, ma bastavano delle istruzioni su come crearle partendo da informazioni 2D limitate. Con PlayStation 5 possiamo gestire molti più dati. Così, terminati i lavori su Forbidden West, abbiamo creato un prototipo di rendering delle nuvole tramite voxel che fosse all’altezza dei nostri standard di qualità e che permettesse di volare attraverso strati di nubi estremamente dettagliati.”
Quella di bilanciare prestazioni e qualità, in un gioco che permette di muoversi sia sul terreno sia in alto nel cielo, è stata una sfida ambiziosa. Eppure il prototipo è riuscito a generare nubi dense e dinamiche ad alta e bassa quota, merito del grande lavoro profuso dal team e della maggiore potenza di calcolo di PlayStation 5.
Ma creare una singola nuvola è ben diverso dal realizzare un intero sistema atmosferico.
Andrew ha creato quelle che ha soprannominato “nubi Frankenstein”, ovvero grandi formazioni nuvolose che può modellare con la stessa facilità con cui darebbe forma al terreno. Così, da semplici elementi di contorno, queste formazioni diventano veri e propri ambienti da esplorare.
Per far funzionare tutto questo in Burning Shores, un “team d’assalto” di Guerrilla si è fatto carico di realizzare il volo attraverso le nuvole, il vero banco di prova in termini di prestazioni e qualità. Andrew ha collaborato nuovamente con Nathan e coinvolto anche Hugh Malan, un Senior Principal Tech Programmer.
Il primo ostacolo incontrato è stato squisitamente tecnico: come gestire quantità colossali di dati voxel volumetrici?
“Io e Hugh abbiamo optato per un attacco a tenaglia. Io ho ideato un modo per usare dati voxel leggeri e aggiungervi dettagli durante il rendering. Nel frattempo, Hugh ha lavorato sulla compressione dei dati per renderli più rapidi da estrarre dalla memoria. Questi due processi hanno accelerato enormemente il rendering delle nubi volumetriche.”
“Ma non era ancora abbastanza”, continua Andrew. “La parte più gravosa di questa procedura era il calcolo dell’illuminazione delle nuvole, una cosa già di per sé complicata. La soluzione di Nathan è stata quella di abbassare la velocità del rendering a un livello compatibile sia con la modalità a framerate standard sia con quella a framerate elevato.”
“È stato uno di quei rari casi in cui un’ottimizzazione ha prodotto una migliore resa grafica. Ci ha permesso di proiettare ombre da una nube all’altra su distanze molto maggiori, aumentando il realismo. Finalmente avevamo un sistema per creare nuvole volumetriche a qualsiasi altitudine volessimo.”
Un altro problema è stato il bilanciamento. “I programmatori lavorano di fino per trovare un giusto compromesso tra qualità e prestazioni”, prosegue Andrew. “In genere la qualità si paga proprio in termini di prestazioni. Perciò, ogni volta che aumentiamo la qualità delle nuvole, dobbiamo stare attenti a non sforare il limite di calcolo complessivo dell’intero sistema.”
Per trovare un punto d’equilibrio, il Senior Principal Tech Programmer e Graphics Engineer James McLaren ha aiutato il team a comprendere il funzionamento del codice al livello più profondo dell’hardware PlayStation. Questo ha permesso di sfruttare al massimo l’hardware ottimizzando il codice per PlayStation 5. “La consulenza di James è stata cruciale a inizio progetto e ha consentito a Guerrilla di puntare ancora più in alto durante la produzione”, afferma Andrew.
A conti fatti, il risultato di questo enorme lavoro è la possibilità di volteggiare liberamente tra le nuvole, con un paesaggio aereo variegato e definito esattamente come quello terrestre. Tutto questo sul dorso di un Solcasole.
Cosa aspettarsi da Burning Shores
Esplorando le Rive Ardenti, Aloy incontrerà Macchine e personaggi già noti. Ma non mancherà di scoprire nuovi modi per avventurarsi nel suo mondo.
“Volevamo un’esperienza che risultasse divertente e appagante anche fuori dal consueto gameplay. Le nuvole non fanno unicamente da sfondo, ma fungono da ambienti esplorabili. Anche lassù nel cielo è possibile scoprire tunnel, caverne e altre sorprese che rendono irrinunciabile l’ebbrezza del volo”, spiega Andrew.
“Il bello è che l’esperienza di volo cambia radicalmente in base al momento della giornata. Con il passare delle ore, l’illuminazione cambia qualità e direzione, celando o svelando alcuni particolari e rendendo unico ogni sorvolo.
Non voglio svelarvi altro, ma… spero che non vi lasciate spaventare da qualche fulmine.”
