Detrás de la configuración de iluminación en tiempo real de PikPok para Into the Dead: Nuestros días más oscuros

Aprende cómo los programadores y artistas de iluminación de PikPok construyeron, optimizaron e implementaron una configuración de iluminación dinámica y en tiempo real para Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros utilizando el Pipeline de Renderizado de Alta Definición (HDRP) en Unity 6.

¿Cómo se crea una iluminación realista para un juego de terror? PikPok’s Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros es un juego de refugio de supervivencia 2.5D ambientado durante un apocalipsis zombie. Los jugadores controlan grupos de sobrevivientes que intentan escapar de la ciudad, explorando edificios abandonados para reunir suministros y fortificar sus bases temporales contra ataques nocturnos de no-muertos.

La dirección artística del juego enfatiza la iluminación en tiempo real y la atmósfera intensivas en rendimiento para transmitir la inestabilidad de una ciudad en decadencia. Cada nivel consiste en un entorno 3D detallado navegado en un plano 2D, y esta perspectiva 2.5D creó desafíos técnicos para que los artistas de iluminación y entorno de PikPok los resolvieran. La gran cantidad de estados de iluminación dinámica en cada nivel – desde transiciones día/noche, hasta fluctuaciones en la red eléctrica del juego – a menudo significaba renderizar docenas de luces en tiempo real simultáneamente, a veces con múltiples escenarios de iluminación visibles a la vez.

Aprende cómo PikPok abordó estos desafíos de iluminación mientras usaba HDRP por primera vez, y perfeccionó un aspecto vintage para su último juego de terror.

Los resultados:

• Alcanzó el punto de referencia de rendimiento para 1080p 60 fps escalado en alta calidad en RTX 2070 o mejor, con una solución de horneado de luz cero
• Renderizó hasta ocho luces en tiempo real que proyectan sombras en pantalla y hasta 70 luces en tiempo real que proyectan sombras por nivel
• Implementó un sistema de prioridad de LOD de luz integral
• Facilitó un bucle de renderizado de sombras ‘round-robin’ en tiempo de ejecución para mejorar el ritmo de los fotogramas utilizando el renderizado de sombras bajo demanda y el almacenamiento en caché de HDRP
• Construyó un kit de herramientas de optimización de niveles personalizado para que los artistas ajusten y eliminen sombras innecesarias

Definiendo una nueva identidad de juego

PikPok tomó varias decisiones de diseño de juego calculadas para reposicionar Into the Dead para una audiencia más “hardcore” utilizando hardware de PC más potente. “Este tercer juego es una introducción muy ambiciosa a [Into the Dead],” dice Karah Sutton, la directora de publicaciones del estudio. “Es mucho más centrado en la gestión, y presenta mucha más historia, más personajes y más profundidad en la jugabilidad.”

Los títulos anteriores de Into the Dead estaban nebulosamente ambientados en Texas en los años 80, pero Nuestros Días Más Oscuros lo hace oficial, con eventos que ocurren en agosto de 1980, en la ciudad ficticia de Walton, Texas. La dirección de arte tenía como objetivo dar vida a este escenario evocando un aspecto auténtico de película de los 80 sin depender de técnicas de post-procesamiento como grading.

“Queríamos que los colores salieran naturalmente a través de la cámara, como lo hacían en las películas de esa época, en lugar de hoy en día donde empujarías los azules a las sombras o los amarillos a los reflejos en post,” explica E’van Johnston, artista principal en PikPok. “La idea era usar la iluminación para solidificar un punto en el tiempo, y todo evolucionó a partir de ahí.”

La luz y la sombra también juegan un papel crítico en un juego de terror donde todo está técnicamente en la pantalla a la vez. “En un juego 3D, lo que ves está controlado por la dirección en la que miras. Con 2.5D, solo ves lo que hemos decidido que puedes ver,” dice Harriet Prebble, estratega de contenido creativo en PikPok. “Cuando un zombie se esconde en las sombras y luego se revela en un parpadeo de luz – ese cambio de iluminación introduce miedo a cada área no vista.”

Evaluando los pipelines gráficos

Llevar esta ambiciosa reinterpretación de Into the Dead a los jugadores de PC requería un renderizador gráfico capaz de generar iluminación atmosférica de alta calidad y basada en la física. Durante la preproducción, PikPok utilizó el Universal Render Pipeline (URP) junto con herramientas de terceros para imitar volumétricas, pero el enfoque se volvió cada vez más insostenible a medida que avanzaba el desarrollo.

El equipo decidió investigar HDRP, que ofrecía soluciones de iluminación volumétrica y niebla listas para usar. Y porque Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros se está haciendo en Unity 6, los artistas también pudieron aprovechar nuevas características de HDRP como perfiles de luz IES y iluminación global en espacio de pantalla (SSGI) – herramientas que el programador senior Sam Win-Mason dice que eran “esenciales” para ejecutar la apariencia del juego.

“La decisión más impactante que tomamos sobre la iluminación en Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros fue hacer que todo el pipeline fuera en tiempo real,” dice él. “Desde un punto de vista de proceso, nuestras ubicaciones pueden ser visitadas en diferentes momentos del día, y un flujo de trabajo que requería hornear estáticamente cada nivel en varias condiciones de iluminación habría ralentizado los tiempos de iteración con el gran número de niveles que necesitábamos hacer.

Evaluando desafíos

Cada nivel en Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros consiste en un entorno exterior y al menos un edificio de varias habitaciones. Durante las misiones (o “búsquedas” en el juego), los jugadores registran casas abandonadas, iglesias, tiendas de discos, estaciones de policía, salones de juegos y más en busca de suministros, explorando cada entorno desde una vista lateral. Las transiciones entre interiores y exteriores son comunes, con los jugadores saltando por las ventanas o trepando por escaleras de incendios hacia la seguridad. Y en situaciones donde son sumergidos en la oscuridad, los jugadores dependen de una linterna (en tiempo real) para iluminar su entorno.

“Normalmente en los juegos, solo tienes que iluminar el entorno inmediato de los personajes hasta cierto grado y puedes desvanecer un poco el fondo, o ocultar cosas,” dice Sam. “En nuestro caso, tenemos muchas, muchas habitaciones en pantalla a la vez, todas iluminadas con una fidelidad muy alta, y muchas, muchas luces en tiempo real para cosas como sombras dinámicas, atenuación parpadeante y otras técnicas que estamos usando para crear el horror. Esta perspectiva fue obviamente muy desafiante para el rendimiento de la iluminación.”

Construyendo herramientas personalizadas para artistas

Porque Into the Dead: Los requisitos de la pipeline de iluminación de Nuestros Días Más Oscuros son tan exigentes, que todo en el juego está optimizado en torno a ellos. Antes de que los niveles sean incluso añadidos a una construcción, pasan por una rigurosa serie de optimizaciones para hacerlos lo más eficientes posible. Para ayudar al equipo de arte en esta tarea, el equipo técnico de PikPok creó una colección de herramientas personalizadas de Editor para optimizar niveles y luces 3D en tiempo real.

El sistema de optimización de niveles incluye una herramienta para ayudar a identificar situaciones que pueden llevar a un desbordamiento de atlas de sombras. Simula una vista de cámara de juego de una escena mientras se está construyendo en el Editor y etiqueta cualquier objeto por debajo de un cierto tamaño en el espacio de pantalla. Cualquier cosa que no contribuya de manera significativa a la iluminación en el nivel puede tener su sombra desactivada con un clic, ahorrando valioso espacio en el atlas de sombras en tiempo de ejecución.

Otra herramienta personalizada, el sistema optimizador de luz, también ayuda a asegurar que los cuellos de botella de rendimiento no afecten la experiencia del jugador. "Lo más costoso con la iluminación en tiempo real es definitivamente dibujar los proyectores de sombra," dice Sam. "El núcleo de nuestros sistemas en tiempo de ejecución es nuestro sistema optimizador de luz." Cuando se crea un nivel, los artistas asignan una prioridad a las luces en una escena y eso funciona con nuestro completo sistema LOD de luz para reducir dinámicamente la resolución del mapa de sombras de las luces más alejadas del personaje del jugador o del espacio de juego."

Gracias al sistema optimizador de luz, las luces pueden configurarse para actualizar sus sombras solo cuando ellas o su cono de influencia son visibles en la pantalla. El renderizado del mapa de sombras se establece para ocurrir en un horario de ronda, minimizando la carga de la CPU y la GPU. "Ninguno de estos sistemas habría sido posible para nosotros sin el control granular de HDRP sobre la caché y el renderizado del mapa de sombras de luz," señala Sam.

Iluminación en la práctica

Los artistas de PikPok utilizan una configuración multiescena para trabajar en entornos para Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros. Cada escena tiene una versión correspondiente de día y noche que contiene prefabs de alto nivel que definen sus respectivas condiciones de iluminación, con la idea de que se pueden agregar más condiciones a medida que avanza el desarrollo.

"Estos prefabs contienen una luz direccional que representa el Sol o la Luna, y también llevan perfiles de iluminación predeterminados para definir cosas como nuestro cielo basado en la física, capas de nubes, configuraciones de exposición, volúmenes de niebla local, así como cualquier efecto atmosférico que queramos atribuir a una condición de iluminación particular, como el polvo soplando por el suelo," dice E’van.

Desarrollando Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros en Unity 6 significó que el equipo de iluminación tuvo acceso a perfiles de luz IES para ayudar a situar el juego en la década de 1980. Los perfiles de luz IES (Sociedad de Ingeniería de Iluminación) son archivos de datos estándar de la industria que definen la forma precisa y la distribución de intensidad de la luz emitida por fuentes de luz del mundo real como lámparas, bombillas o accesorios. Muchos fabricantes proporcionan sus propios perfiles de datos para que los artistas de iluminación puedan replicar con precisión la atmósfera de sus productos. “Básicamente son galletas de luz en esteroides,” dice Sam.

“La mayoría de nuestras luces en el juego están usando perfiles IES para crear ese efecto de atenuación en la luz proyectada en la escena,” dice E’van. “Ayuda con la fisicalidad y la sensación de que estas son luces reales, a diferencia de una luz CG que no tiene ningún detalle o matiz en el haz de luz proyectado. También afectan cosas como la niebla volumétrica.”

“Cuando tienes ese tipo de lámpara de estilo de los 80 en la sala de estar o un tipo de farola en un entorno escaso, puedes identificar el entorno basado en las elecciones de iluminación – desde la calidad o tipo de bombilla, hasta el color de la luz,” añade Harriet. “Casi podemos vender la belleza de Nuestros Días Más Oscuros solo con la iluminación.”

Actualmente, probes de reflexión son la única forma de iluminación horneada en Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros, y incluso esos tienen un componente en tiempo real. “Nuestros probes de reflexión horneados contienen un componente dinámico que impulsa los multiplicadores del probe en respuesta al sistema de energía de alto nivel,” dice E’van. “Si las luces se apagan o fluctúan por alguna razón, los reflejos en la escena necesitan responder a eso. En estas situaciones, bajamos el multiplicador en el probe de reflexión a 0.01, lo que da el efecto de la luz reflectante en esa escena modulándose con las fluctuaciones en la red eléctrica de Walton.”

Resolución de problemas

Además de navegar por los obstáculos de rendimiento de iluminar Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros en tiempo real, el equipo de arte de PikPok tuvo que enfrentar los desafíos creativos de la perspectiva 2.5D del juego.

La niebla volumétrica es casi un requisito para un juego de horror en alta definición, pero una perspectiva de corte hace que sus tentáculos avanzando sean difíciles de contener. “Nuestra vista de casa de muñecas en sección transversal significa que la niebla, en términos de niebla global, no puede avanzar a través de esa sección transversal hacia la cámara,” explica E’van. “Usamos volúmenes de niebla local para limitar la niebla a esa sección transversal y hacia adelante en la escena. Puede ser bastante personalizado porque también no queremos que la niebla se filtre en espacios interiores.”

Otro gran desafío fue establecer una configuración de exposición principal para interiores oscuros y melancólicos y entornos exteriores brillantes y cálidos. “Con una cámara normal, en una habitación débilmente iluminada la exposición cambiaría para iluminar la escena, y afuera, la exposición cambiará para mantener los valores razonables,” dice E’van. “Tuvimos que idear una forma de tener ambos espacios aparentemente expuestos correctamente mientras están en el mismo marco.”

Después de algunos ensayos y errores, los artistas de iluminación llegaron a un enfoque donde la exposición se establece manualmente. “El sol tiene una intensidad físicamente precisa, mientras que todas las luces interiores tienen valores de intensidad mucho más altos, rompiendo con la precisión física,” explica E’van, quien señaló que este pequeño compromiso era necesario para proporcionar una mejor experiencia de juego. “Tenemos zombis afuera, tenemos zombis adentro, y necesitamos que el jugador pueda ver estas amenazas y tomar decisiones sin que la cámara o la exposición lo dificulten.”

Dando nueva vida a Into the Dead

Into the Dead: Nuestros Días Más Oscuros es una evolución significativa para la celebrada franquicia de PikPok, y una gran victoria para el equipo de arte del estudio. Construyeron con éxito un pipeline de iluminación en tiempo real para una nueva y ambiciosa interpretación del horror de alta fidelidad, utilizando HDRP por primera vez, sin comprometer lo que querían lograr. “Encontramos que las soluciones de iluminación unificadas de HDRP eran mucho más fáciles de trabajar como artistas, y pudimos ponerlo en marcha rápidamente”, dice E’van. “Realmente nos dio la confianza de que podríamos cumplir con la visión original de Into the Dead: la dirección de arte de Our Darkest Days.”

PikPok está evaluando actualmente Unity 6.1 para aprovechar el sombreado de tasa variable y optimizar aún más el rendimiento de la GPU. Y para los jugadores, los días más oscuros apenas han comenzado. Into the Dead: La primera gran actualización de acceso anticipado de Our Darkest Days introduce muchas nuevas características, incluyendo una nueva mecánica de juego: curvas, eventos ambientales y del mundo que pueden afectar positiva o negativamente los refugios de los jugadores con el tiempo.

Sam insinúa una posible curva relacionada con la iluminación que podría aparecer en una futura actualización. “Teníamos esta idea de apagones en toda el área. Obviamente necesitamos iluminación dinámica para simular todo esto y hacerlo lucir bien. Por eso creamos ese sistema que modula todas las luces y las sondas de reflexión. Es bastante complicado, pero si podemos hacerlo funcionar, podría ser realmente genial.”

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