Derrière la configuration d'éclairage en temps réel de PikPok pour Into the Dead : Nos jours les plus sombres

Découvrez comment les programmeurs et les artistes de l'éclairage de PikPok ont construit, optimisé et mis en œuvre un système d'éclairage dynamique en temps réel pour Into the Dead : Nos jours les plus sombres utilisant le Pipeline de rendu haute définition (HDRP) dans Unity 6.

Comment créer un éclairage réaliste pour un jeu d'horreur ? PikPok’s Into the Dead : Nos jours les plus sombres est un jeu de survie en abri 2.5D se déroulant pendant une apocalypse zombie. Les joueurs contrôlent des groupes de survivants tentant d'échapper à la ville, explorant des bâtiments abandonnés pour rassembler des fournitures et fortifier leurs bases temporaires contre les attaques nocturnes des morts-vivants.

La direction artistique du jeu met l'accent sur un éclairage en temps réel et des atmosphères gourmands en performances pour transmettre l'instabilité d'une ville en décomposition. Chaque niveau se compose d'un environnement 3D détaillé navigué sur un plan 2D, et cette perspective 2.5D a créé des défis techniques que les artistes de l'éclairage et de l'environnement de PikPok ont dû résoudre. Le nombre même d'états d'éclairage dynamique dans chaque niveau – des transitions jour/nuit, aux fluctuations du réseau électrique du jeu – signifiait souvent rendre des dizaines de lumières en temps réel simultanément, parfois avec plusieurs scénarios d'éclairage visibles à la fois.

Découvrez comment PikPok a abordé ces défis d'éclairage tout en utilisant HDRP pour la première fois, et a perfectionné un look vintage pour leur dernier jeu d'horreur.

Les résultats :

• Atteindre le benchmark de performance pour un 1080p 60 fps upscalé en haute qualité sur RTX 2070 ou mieux, avec une solution de bake de lumière nulle
• Rendu de jusqu'à huit lumières projetant des ombres en temps réel à l'écran et jusqu'à 70 lumières projetant des ombres en temps réel par niveau
• Mise en œuvre d'un système de priorité LOD de lumière complet
• Facilitation d'une boucle de rendu d'ombre ‘round-robin’ à l'exécution pour améliorer le rythme des images en utilisant le rendu d'ombre à la demande et le caching de HDRP
• Création d'un kit d'optimisation de niveau personnalisé pour que les artistes puissent peaufiner et supprimer les ombres inutiles

Définir une nouvelle identité de jeu

PikPok a pris plusieurs décisions de conception de jeu calculées pour repositionner Into the Dead pour un public plus « hardcore » utilisant un matériel PC plus puissant. « Ce troisième jeu est une introduction très ambitieuse à [Into the Dead], » déclare Karah Sutton, la responsable de la publication du studio. « C'est beaucoup plus axé sur la gestion, et introduit beaucoup plus de lore, plus de personnages, et plus de profondeur au gameplay. »

Les précédents titres Into the Dead étaient nébuleusement situés dans le Texas des années 1980, mais Our Darkest Days le rend officiel, avec des événements se déroulant en août 1980, dans la ville fictive de Walton, Texas. La direction artistique visait à donner vie à ce cadre en évoquant un look de film authentique des années 80 sans s'appuyer sur des techniques de post-traitement comme grading.

« Nous voulions que les couleurs viennent naturellement à travers la caméra, comme elles le faisaient dans les films de l'époque, par rapport à aujourd'hui où vous pousseriez les bleus dans les ombres ou les jaunes dans les hautes lumières en post, » explique E’van Johnston, artiste principal chez PikPok. « L'idée était d'utiliser l'éclairage pour solidifier un moment dans le temps, et tout a un peu évolué à partir de là. »

La lumière et l'ombre jouent un rôle critique dans un jeu d'horreur où tout est techniquement à l'écran en même temps. « Dans un jeu 3D, ce que vous voyez est contrôlé par la direction dans laquelle vous faites face. Avec le 2.5D, vous ne voyez que ce que nous avons décidé que vous pouvez voir, » dit Harriet Prebble, stratège de contenu créatif chez PikPok. « Quand un zombie se cache dans l'ombre et est ensuite révélé dans un éclair de lumière – ce changement d'éclairage unique introduit la peur dans chaque zone non vue. »

Évaluer les pipelines graphiques

Apporter cette réinvention ambitieuse de Into the Dead aux joueurs PC nécessitait un moteur graphique capable de générer un éclairage atmosphérique de haute qualité et basé sur la physique. Pendant la préproduction, PikPok a utilisé le Universal Render Pipeline (URP) en tandem avec des outils tiers pour imiter les volumétriques, mais l'approche est devenue de plus en plus insoutenable à mesure que le développement progressait.

L'équipe a décidé d'explorer HDRP, qui offrait des solutions de lumière volumétrique et de brume prêtes à l'emploi. Et parce que Into the Dead : Our Darkest Days est réalisé dans Unity 6, les artistes pouvaient également profiter de nouvelles fonctionnalités HDRP comme profils de lumière IES et illumination globale en espace écran (SSGI) – des outils que le programmeur senior Sam Win-Mason dit étaient « essentiels » pour réaliser l'apparence du jeu.

« La décision la plus impactante que nous avons prise concernant l'éclairage dans Into the Dead : Our Darkest Days était de rendre l'ensemble du pipeline en temps réel, » dit-il. « D'un point de vue processuel, nos emplacements peuvent être visités à différents moments de la journée, et un flux de travail qui nécessitait de cuire statiquement chaque niveau dans diverses conditions d'éclairage aurait ralenti les temps d'itération avec le grand nombre de niveaux que nous devions créer. »

Évaluer les défis

Chaque niveau dans Into the Dead : Nos Jours les Plus Sombres se compose d'un environnement extérieur et d'au moins un bâtiment à plusieurs pièces. Lors des missions (ou "scavenges" dans le jeu), les joueurs fouillent des maisons abandonnées, des églises, des disquaires, des postes de police, des salles d'arcade, et plus encore à la recherche de fournitures, explorant chaque environnement d'un point de vue latéral. Les transitions entre l'intérieur et l'extérieur sont courantes, les joueurs sautant par les fenêtres ou grimpant sur des échappatoires pour se mettre en sécurité. Et dans les situations où ils sont plongés dans l'obscurité, les joueurs comptent sur une lampe de poche (en temps réel) pour éclairer leur environnement.

« Normalement dans les jeux, vous n'avez qu'à éclairer l'environnement immédiat des personnages à un certain degré et vous pouvez omettre une partie de l'arrière-plan, ou occlure des éléments », dit Sam. « Dans notre cas, nous avons de nombreuses, nombreuses pièces à l'écran en même temps, toutes éclairées avec une très haute fidélité, et de nombreuses, nombreuses lumières en temps réel pour des choses comme des ombres dynamiques, une atténuation vacillante, et d'autres techniques que nous utilisons pour créer l'horreur. Cette perspective était évidemment très difficile pour la performance d'éclairage. »

Création d'outils personnalisés pour les artistes

Parce que Into the Dead : Les exigences du pipeline d'éclairage de Nos Jours les Plus Sombres sont si exigeantes, tout dans le jeu est optimisé autour d'elles. Avant même que les niveaux ne soient ajoutés à une version, ils passent par une série rigoureuse d'optimisations pour les rendre aussi performants que possible. Pour aider l'équipe artistique dans cette tâche, l'équipe technique de PikPok a créé une collection d'outils personnalisés pour l'éditeur afin d'optimiser les niveaux et les lumières 3D en temps réel.

Le système d'optimisation des niveaux comprend un outil pour aider à identifier les situations pouvant entraîner un débordement de shadow atlas. Il simule une vue de caméra de jeu d'une scène pendant qu'elle est en cours de construction dans l'éditeur et étiquette tous les objets en dessous d'une certaine taille d'espace écran. Tout ce qui ne contribue pas de manière significative à l'éclairage du niveau peut avoir son ombre désactivée d'un clic, économisant ainsi de l'espace précieux dans l'atlas d'ombres à l'exécution.

Un autre outil personnalisé, le système d'optimisation de la lumière, aide également à garantir que les goulets d'étranglement de performance ne jettent pas d'ombre sur l'expérience du joueur. « La chose la plus coûteuse avec l'éclairage en temps réel est définitivement de dessiner les émetteurs d'ombre », dit Sam. « Le cœur de nos systèmes d'exécution est notre système d'optimisation de la lumière. Lorsqu'un niveau est créé, les artistes assignent une priorité aux lumières dans une scène et cela fonctionne avec notre système LOD de lumière complet pour réduire dynamiquement la résolution de la carte d'ombre des lumières plus éloignées du personnage du joueur ou de l'espace de jeu. »

Grâce au système d'optimisation de la lumière, les lumières peuvent être réglées pour ne mettre à jour leurs ombres que lorsqu'elles ou leur cône de lumière d'influence sont visibles à l'écran. Le rendu de la carte d'ombre est programmé pour se produire selon un calendrier en rotation, minimisant la charge CPU et GPU. « Aucun de ces systèmes n'aurait été possible pour nous sans le contrôle granulaire de HDRP sur la mise en cache et le rendu des cartes d'ombre de lumière », note Sam.

L'éclairage en pratique

Les artistes de PikPok utilisent une configuration multiscène pour travailler sur des environnements pour Into the Dead : Nos Jours les Plus Sombres. Chaque scène a une version jour et nuit correspondante contenant des prefabs de haut niveau définissant ses conditions d'éclairage respectives, avec l'idée que plus de conditions peuvent être ajoutées à mesure que le développement progresse.

« Ces prefabs contiennent une lumière directionnelle représentant le Soleil ou la Lune, et portent également des profils d'éclairage par défaut pour définir des choses comme notre ciel basé sur la physique, les couches de nuages, les paramètres d'exposition, les volumes de brouillard local, ainsi que tout effet atmosphérique que nous voulons attribuer à une condition d'éclairage particulière, comme la poussière soufflant sur le sol, " dit E’van.

Développer Into the Dead : Nos Jours les Plus Sombres dans Unity 6 signifiait que l'équipe d'éclairage avait accès à des profils de lumière IES pour aider à situer le jeu dans les années 1980. Les profils de lumière IES (Illuminating Engineering Society) sont des fichiers de données standard de l'industrie qui définissent la forme précise et la distribution d'intensité de la lumière émise par des sources lumineuses du monde réel comme des lampes, des ampoules ou des luminaires. De nombreux fabricants fournissent leurs propres profils de données afin que les artistes de l'éclairage puissent reproduire avec précision l'ambiance de leurs produits. « Ce sont essentiellement des cookies lumineux sous stéroïdes », dit Sam.

« La plupart de nos lumières dans le jeu utilisent des profils IES pour créer cet effet d'atténuation sur la lumière projetée dans la scène », dit E’van. « Cela aide à la physicalité et au sentiment que ce sont de vraies lumières, contrairement à une lumière CG qui n'a pas de détail ni de nuance dans le faisceau lumineux projeté. Elles affectent des choses comme le brouillard volumétrique aussi. »

« Quand vous avez ce genre de lampe de style années 80 dans le salon ou un type de lampadaire dans un environnement clairsemé, vous pouvez identifier le cadre en fonction des choix d'éclairage – de la qualité ou du type d'ampoule, à la couleur de la lumière », ajoute Harriet. « Nous pouvons presque vendre la beauté de Nos Jours les Plus Sombres par l'éclairage seul. »

Actuellement, les sondes de réflexion sont la seule forme d'éclairage cuit dans Into the Dead : Nos Jours les Plus Sombres, et même celles-ci ont un composant en temps réel. « Nos sondes de réflexion cuites contiennent un composant dynamique qui entraîne les multiplicateurs de la sonde en réponse au système d'alimentation de haut niveau », dit E’van. « Si les lumières s'éteignent ou fluctuent pour une raison quelconque, les réflexions dans la scène doivent y répondre. Dans ces situations, nous abaissons le multiplicateur de la sonde de réflexion à 0,01, ce qui donne l'effet de la lumière réfléchissante dans cette scène modulant avec les fluctuations du réseau électrique de Walton. »

Résolution de problèmes

En plus de naviguer dans les obstacles de performance de l'éclairage en temps réel de Into the Dead : Nos Jours les Plus Sombres, l'équipe artistique de PikPok a dû relever les défis créatifs de la perspective 2.5D du jeu.

Le brouillard volumétrique est presque un incontournable pour un jeu d'horreur haute définition, mais une perspective en coupe rend ses tentacules rampants difficiles à contenir. « Notre vue en coupe de maison de poupée signifie que le brouillard, en termes de brouillard global, ne peut pas avancer à travers cette coupe vers la caméra », explique E’van. « Nous utilisons volumes de brouillard local pour limiter le brouillard à cette coupe et vers l'avant dans la scène. Cela peut être assez sur mesure car nous ne voulons pas que le brouillard s'infiltre dans les espaces intérieurs. »

Un autre défi majeur était d'établir un réglage d'exposition parent pour des intérieurs sombres et moody et des environnements extérieurs lumineux et chauds. « Avec une caméra normale, dans une pièce faiblement éclairée, l'exposition changerait pour éclaircir la scène, et à l'extérieur, l'exposition va changer pour garder les valeurs raisonnables », dit E’van. « Nous devions trouver un moyen d'avoir les deux espaces apparemment exposés correctement tout en étant dans le même cadre. »

Après quelques essais et erreurs, les artistes de l'éclairage ont adopté une approche où l'exposition est réglée manuellement. « Le soleil a une intensité physiquement précise, tandis que toutes les lumières intérieures ont des valeurs d'intensité beaucoup plus élevées, s'éloignant de la précision physique », explique E’van, qui a noté que ce petit compromis était nécessaire pour offrir une meilleure expérience de jeu. « Nous avons des zombies à l'extérieur, nous avons des zombies à l'intérieur, et nous avons besoin que le joueur puisse voir ces menaces et prendre des décisions sans que la caméra ou l'exposition ne rendent cela difficile pour eux. »

Donner Into the Dead une nouvelle vie

Into the Dead : Our Darkest Days est une évolution significative pour la franchise célébrée de PikPok, et une grande victoire pour l'équipe artistique du studio. Ils ont réussi à construire un pipeline d'éclairage en temps réel pour une nouvelle approche ambitieuse de l'horreur haute fidélité, tout en utilisant HDRP pour la première fois, sans compromettre ce qu'ils voulaient réaliser. « Nous avons trouvé que les solutions d'éclairage unifiées de HDRP étaient beaucoup plus faciles à utiliser en tant qu'artistes, et nous avons pu les mettre en place rapidement », dit E’van. « Cela nous a vraiment donné la confiance que nous pouvions réaliser la vision originale pour Into the Dead : La direction artistique de Our Darkest Days.”

PikPok évalue actuellement Unity 6.1 pour tirer parti de l'ombrage à taux variable afin d'optimiser davantage les performances du GPU. Et pour les joueurs, les jours les plus sombres viennent juste de commencer. Dans les morts : La première grande mise à jour d'accès anticipé de Our Darkest Days introduit de nombreuses nouvelles fonctionnalités, y compris une nouvelle mécanique de jeu : des courbes, des événements environnementaux et mondiaux qui peuvent affecter positivement ou négativement les abris des joueurs au fil du temps.

Sam évoque une possible courbe liée à l'éclairage qui pourrait apparaître dans une future mise à jour. « Nous avions cette idée de pannes de courant à l'échelle de la zone. Évidemment, nous avons besoin d'un éclairage dynamique pour simuler tout cela et le rendre beau. C'est pourquoi nous avons créé ce système qui module toutes les lumières et les sondes de réflexion. C'est assez complexe, mais si nous pouvons le faire fonctionner, cela pourrait être vraiment cool.”

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