[游戏中的破坏][GDC24]TheFinals的破坏系统

GDC24上TheFinals的开发工作室–EmbarkStudios带来;TheFinals把实时破坏在主流游戏上提升到了新的高度,可以说是新的标杆,达成了:可以出现大规模的任意破坏破坏之后充分影响gameplay,可以把建筑任意炸毁之后,坍塌的建筑继续保留&物理正确(有正确的网络同步),可以废墟中继续刚枪视觉表现到位,性能影响很小(TheFinals的画面屋里表现在PVP FPS中也是顶级存在)应该说比上一个围绕物理破坏的游戏(彩6)又近了一步.关于破坏的一些overview基本上我们常见的是这样几个level:纯视觉表现类,可以理解成一个不影响gameplay的超级特效比如control里的,PreFragment,然后破坏时候配以夸张地特效,实际体验是相当不错的安柏霖：[gdc20]control的可破坏环境技术或者是战地早期版本里的,offline来切mesh以及simulation,然后播放出来很有影视感,类过场桥段中非常给力直接影响gameplay早先的代表RedFaction, Rainbow6Siege, 破坏直接改变环境,制造通路,安柏霖：[游戏中的破坏][gdc16]Rainbow6：siege破坏技术voxel based的UGC级别的:TearDown为代表,自由度三分钟拿走你的卧槽核弹破坏#3 - Teardown - SP_单机游戏热门视频然后是今天要聊的TheFinals,可以说是在影响gameplay的品类里,把能做的事情以及对应品质推到更高水平;(尤其是在早期玩的时候,看到很多玩家使用破坏打出各种玩法,还有的就是胖子抡大锤就是拆房子,带来很多乐趣;)也是我今年GDC最期待的分享了;整体overviewEmbark Studios & TheFinals这个可能很多玩家,甚至开发者不是很熟悉, TheFinals是真正第一款发布的作品;Embark成立自2018年,其成员很多是来自开发了战地系列的DICE工作室,包括寒霜引擎的引擎架构师Johan Andersson,所以也就不奇怪为什么出手就是这么吊的破坏系统;关注Embark在各个渠道的技术文章,已经有很多相当给力的东西了.TheFinals游戏在整体制作,设计等等方面都是比较成熟,个人非常欣赏,也玩了一段时间,很多点都印象深刻;刚上的时候热度比较高,现在热度尚可:游戏设计方面有一些缺陷比较遗憾,但是在美术设定,制作实现方面非常老道,值得体验和学习;除了破坏以外,对于AI配音解说等方面的应用都很不错.使用UnrealEngine5开发(深度定制),游戏第一次放消息是21年底,上线是23年底.破坏系统体验影响开篇介绍了下游戏中破坏系统的历史,谈及的是< BattleField:BadCompany >系列以及RedFaction;TheFinals是希望整个更nb的,在体验端希望做到这些:是game design的核心,是玩家取得优势的关键:这个玩过的就知道了,各种抢宝箱,守钱箱都要做好破坏以及反破坏的准备,绝对不能简单蹲点.给玩家一个"即时反应"的体验,你可能想跳到一个桥上,但这个桥突然被炸了,你就得接二段跳每一局感受是不一样的技术这里分了三块:制作工具simulationperformancemisc制作工具首先是单个mesh处理,这个就是预切破坏,embark是在houdini里完成(TA做的):然后是level中connection的工具,这里就是把geometry连接起来,实时simulation时候要进行structure analysis,进而实现坍塌的效果;这块也是需要工具支持,就是一个in-engine的处理,如图:simulationphysics simulation这里主要包括:大量的小物件的物理模拟以及一些大型物件的rigid body的模拟这就意味着对于物理引擎的需求是比较高的,这里embark的选择是:没用ue5的chaos系统,而是使用nv的physx;原因是chaos在性能和稳定性上不够好,最后选择physx;structure analysis这里如上图,structure analysis就是达成高质量建筑坍塌的关键,没有structure analysis,建筑被打坏就是左边的这样的,有了structure analysis,在一定程度破坏之后,就会断掉模块之间的connection,进而建筑坍塌;这里就是一个直接的解算过程:首先是一个基本逻辑是上图这样:模块之间有connection(蓝色线),以及有一个anchor(红色点);这里的solver是:sparse direct solver using cholesky decomposition;是micheal ewert(30年经验的物理老法师)经过几个月的迭代弄出来的.这里覆盖一些宏观概念,这里一个核心逻辑就是mesh之间的connection什么情况下断,所以基本逻辑就是如图:计算出一个整体impulse,这个impulse大于一个阈值(加上一些随机偏移),那么就会断.在上图右半边的图示中就是白色的菱形是阈值,红色是当前的impulse.这图是整篇核心这里的impulse,实际上是多种多个力的综合:这个就是整体的connection以及break的做法;后续也介绍到了embark所用的sparse direct solver对比常用的sequential impulse solver的优劣势, sparse direct的:pros: 整体力的分布更加均衡和稳定,最终效果更好cons: 效率不好,需要更多的优化这里sparse direct solver的计算量,和计算区域内的connection量呈平方级别上升,所以一些LOD&Hierarchy的思路就是优化的核心这里的lod思路我们也比较常见:最细的是玩家看到的炸出来的然后做一些合并,粒度上升,作为structure analysis用对于不同区域,再进行分离最后是分帧处理然后性能就基本ok了;最后建筑坍塌各种情况,品质和性能都很6;性能网络性能由于破坏后的部分也参与gameplay所以炸出来的结构和碎片的transform也需要进行同步;如果brute force的话,在建筑坍塌时候,大约是400k,这就过猛了,优化方法:通过限定范围,来对同步数据进行压缩:破坏部分的transform是在一定范围内的(而不是全世界到处飞),所以需要表达的数字小很多,这个可以压缩另外同步是通过snapshot+delta的方式,这个delta也可以压缩两个一起操作,最后就是:从400k的网速到175k的网速,基本可以了;渲染方面,都比较简单直接,不展开了: 使用transform pool降低transform传到gpu中的消耗(直接buffer copy)其他方面movement:尽量少做prediction,使用一些animation,camera等技巧来mask延迟; 这块也是最大的挑战之一;光照方面使用的是NvidiaRTXGI(不是ue5.lumen),实际在低配电脑上还提供一个预烘培的光照,但这个对于破坏情况反馈不是正确的断口修饰方面,finals使用的是decoration mesh,参考彩6这里是decorationmesh + decal mesh(其实彩6是做的更好的)PSGDC原文视频大约30分钟,比较简短推荐直接看视频,本文也补充了一些额外的信息,结合着看更好TheFinals还是不错的,也推荐一玩来源：知乎 www.zhihu.com 作者：安柏霖【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

李芷晴

Jun 7, 2024 - 04:00

GDC24上TheFinals的开发工作室–EmbarkStudios带来;

TheFinals把实时破坏在主流游戏上提升到了新的高度,可以说是新的标杆,达成了:

可以出现大规模的任意破坏
破坏之后充分影响gameplay,可以把建筑任意炸毁之后,坍塌的建筑继续保留&物理正确(有正确的网络同步),可以废墟中继续刚枪
视觉表现到位,性能影响很小(TheFinals的画面屋里表现在PVP FPS中也是顶级存在)

应该说比上一个围绕物理破坏的游戏(彩6)又近了一步.

关于破坏的一些overview

基本上我们常见的是这样几个level:

纯视觉表现类,可以理解成一个不影响gameplay的超级特效

比如control里的,PreFragment,然后破坏时候配以夸张地特效,实际体验是相当不错的

安柏霖：[gdc20]control的可破坏环境技术

或者是战地早期版本里的,offline来切mesh以及simulation,然后播放出来很有影视感,类过场桥段中非常给力

直接影响gameplay

早先的代表RedFaction, Rainbow6Siege, 破坏直接改变环境,制造通路,

安柏霖：[游戏中的破坏][gdc16]Rainbow6：siege破坏技术

voxel based的UGC级别的:TearDown为代表,自由度三分钟拿走你的卧槽

核弹破坏#3 - Teardown - SP_单机游戏热门视频

然后是今天要聊的TheFinals,可以说是在影响gameplay的品类里,把能做的事情以及对应品质推到更高水平;

(尤其是在早期玩的时候,看到很多玩家使用破坏打出各种玩法,还有的就是胖子抡大锤就是拆房子,带来很多乐趣;)

也是我今年GDC最期待的分享了;

整体overview

Embark Studios & TheFinals

这个可能很多玩家,甚至开发者不是很熟悉, TheFinals是真正第一款发布的作品;

Embark成立自2018年,其成员很多是来自开发了战地系列的DICE工作室,包括寒霜引擎的引擎架构师Johan Andersson,所以也就不奇怪为什么出手就是这么吊的破坏系统;

关注Embark在各个渠道的技术文章,已经有很多相当给力的东西了.

TheFinals游戏在整体制作,设计等等方面都是比较成熟,个人非常欣赏,也玩了一段时间,很多点都印象深刻;

刚上的时候热度比较高,现在热度尚可:

游戏设计方面有一些缺陷比较遗憾,但是在美术设定,制作实现方面非常老道,值得体验和学习;

除了破坏以外,对于AI配音解说等方面的应用都很不错.

使用UnrealEngine5开发(深度定制),游戏第一次放消息是21年底,上线是23年底.

破坏系统

体验影响

开篇介绍了下游戏中破坏系统的历史,谈及的是< BattleField:BadCompany >系列以及RedFaction;

TheFinals是希望整个更nb的,在体验端希望做到这些:

是game design的核心,
是玩家取得优势的关键:这个玩过的就知道了,各种抢宝箱,守钱箱都要做好破坏以及反破坏的准备,绝对不能简单蹲点.
给玩家一个"即时反应"的体验,你可能想跳到一个桥上,但这个桥突然被炸了,你就得接二段跳
每一局感受是不一样的

技术

这里分了三块:

制作工具
simulation
performance
misc

制作工具

首先是单个mesh处理,这个就是预切破坏,embark是在houdini里完成(TA做的):

然后是level中connection的工具,这里就是把geometry连接起来,实时simulation时候要进行structure analysis,进而实现坍塌的效果;

这块也是需要工具支持,就是一个in-engine的处理,如图:

simulation

physics simulation这里主要包括:

大量的小物件的物理模拟
以及一些大型物件的rigid body的模拟

这就意味着对于物理引擎的需求是比较高的,这里embark的选择是:没用ue5的chaos系统,而是使用nv的physx;

原因是chaos在性能和稳定性上不够好,最后选择physx;

structure analysis

这里如上图,structure analysis就是达成高质量建筑坍塌的关键,

没有structure analysis,建筑被打坏就是左边的这样的,

有了structure analysis,在一定程度破坏之后,就会断掉模块之间的connection,进而建筑坍塌;

这里就是一个直接的解算过程:

首先是一个基本逻辑是上图这样:模块之间有connection(蓝色线),以及有一个anchor(红色点);

这里的solver是:sparse direct solver using cholesky decomposition;

是micheal ewert(30年经验的物理老法师)经过几个月的迭代弄出来的.

这里覆盖一些宏观概念,

这里一个核心逻辑就是mesh之间的connection什么情况下断,所以基本逻辑就是如图:

计算出一个整体impulse,这个impulse大于一个阈值(加上一些随机偏移),那么就会断.

在上图右半边的图示中就是白色的菱形是阈值,红色是当前的impulse.

这里的impulse,实际上是多种多个力的综合:

这个就是整体的connection以及break的做法;

后续也介绍到了embark所用的sparse direct solver对比常用的sequential impulse solver的优劣势, sparse direct的:

pros: 整体力的分布更加均衡和稳定,最终效果更好

cons: 效率不好,需要更多的优化

这里sparse direct solver的计算量,和计算区域内的connection量呈平方级别上升,所以一些LOD&Hierarchy的思路就是优化的核心

这里的lod思路我们也比较常见:

最细的是玩家看到的炸出来的
然后做一些合并,粒度上升,作为structure analysis用
对于不同区域,再进行分离
最后是分帧处理

然后性能就基本ok了;

最后建筑坍塌各种情况,品质和性能都很6;

性能

网络性能

由于破坏后的部分也参与gameplay所以炸出来的结构和碎片的transform也需要进行同步;

如果brute force的话,在建筑坍塌时候,大约是400k,这就过猛了,优化方法:通过限定范围,来对同步数据进行压缩:

破坏部分的transform是在一定范围内的(而不是全世界到处飞),所以需要表达的数字小很多,这个可以压缩
另外同步是通过snapshot+delta的方式,这个delta也可以压缩

两个一起操作,最后就是:

从400k的网速到175k的网速,基本可以了;

渲染方面,都比较简单直接,不展开了: 使用transform pool降低transform传到gpu中的消耗(直接buffer copy)

其他方面

movement:尽量少做prediction,使用一些animation,camera等技巧来mask延迟; 这块也是最大的挑战之一;

光照方面使用的是NvidiaRTXGI(不是ue5.lumen),实际在低配电脑上还提供一个预烘培的光照,但这个对于破坏情况反馈不是正确的

断口修饰方面,finals使用的是decoration mesh,参考彩6这里是decorationmesh + decal mesh(其实彩6是做的更好的)

PS

GDC原文视频大约30分钟,比较简短推荐直接看视频,本文也补充了一些额外的信息,结合着看更好
TheFinals还是不错的,也推荐一玩

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：安柏霖

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

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[游戏中的破坏][GDC24]TheFinals的破坏系统

关于破坏的一些overview

整体overview

Embark Studios & TheFinals

破坏系统

体验影响

技术

制作工具

simulation

structure analysis

性能

网络性能

其他方面

PS

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