Terrain Rendering – Einblicke in die Arbeit der Profis

Welche Techniken kommen bei der Landschaftsdarstellung in HALO WARS zum Einsatz, oder in den Spielen der Battlefield-Reihe?

Im Rahmen der einstündigen Präsentation HALO WARS: The Terrain of Next-Gen rekapituliert Colt McAnlis auf der GDC 09 (Game Developer Conference) die Entwicklung der Terrain-Engine für das Spiel Halo Wars.

• Lösungsansätze zur Speicherproblematik bei der Terrain-Darstellung auf der Xbox 360 (Reduktion der Terraingröße auf 1280*1280 Vertices, Kompressionsverfahren)
• Vektorfeld-basierte Beschreibung des Terrains (ermöglicht im Unterschied zu einem Höhenfeld-basierten Terrain die Darstellung von Überhängen)
• LOD (Level Of Detail): Geo Mipmapping, Restricted quad tree (RQT) triangulation, quad patch tessellation
• Mesh Insertion (Bsp. Brücken und Gebäude)
• Texturierung des Terrains

In der im Rahmen der SIGGRAPH 2007 veröffentlichten Präsentation Terrain Rendering in Frostbite Using Procedural Shader Splatting erläutert Johan Andersson die Terrain-Darstellung im Spiel BattleField: Bad Company:

• Anforderungen an das Terrain: lauffähig auf Xbox 360 und PS3, geringer Speicherbedarf, 16 km Sichtweite, Normal Maps, verschiedene Texture Layers, Echtzeit-Zerstörung mit Auswirkungen auf die Geometrie und die Texturierung
• Graph-based Surface Shaders
• Masking: Festlegen, welche Materialien und Texturen an welchen Stellen des Terrains zum Einsatz kommen sollen
• Destruction Masks (Heightmap-Update, Texturwechsel)
• Terrain Shader Compositing: Kombination aller Terrain-Material-Shader (Grass, Fluss/Seeboden, Felder, Straßen-Decals, etc.) in einem einzigen Single-Pass-Shader (Procedural Shader Splatting)
• Geometrical LOD
• Positionierung und Darstellung von Steinen, Gras und Bodenpflanzen

Procedural Terrain Generation

Im Zuge der Landschaftsgenerierung bietet es sich zunächst einmal an, auf eine der praxiserprobten Middleware-Lösungen zurückzugreifen. Die Verwendung von vorab generierten Landschaften birgt jedoch auch Nachteile – zum einen der notwendige Zeitaufwand beim Erstellen einer neuen Landschaft und zum anderen die fehlende Abwechslung für den Spieler aufgrund der begrenzten Anzahl der zur Auswahl stehenden Terrains.

Die Alternative besteht darin, eine Landschaft zu Beginn eines neuen Spiels prozedural zu erstellen – entweder vollständig nach dem Zufallsprinzip oder unter Einbeziehung zusätzlicher Parameter (flache Landschaft, Hügelketten, Insel, Hochgebirge, etc.).

Virtual Terrain Project

Das Virtual Terrain Project http://www.vterrain.org/ gehört zweifelsohne zu den wichtigsten Anlaufstellen für alle Spiele- und 3D-Programmierer, die sich mit den neuesten Entwicklungen rund um die Outdoor- und Terrain-Darstellung vertraut machen wollen. Hier nun eine Aufstellung der wichtigsten Links:

Terrain Rendering:

http://www.vterrain.org/LOD/Papers/

http://www.vterrain.org/LOD/Implementations/

Sphärische Terraindarstellung (Planetendarstellung):

http://www.vterrain.org/LOD/spherical.html

Wasserdarstellung:

http://www.vterrain.org/Water/

Wolken:

http://www.vterrain.org/Atmosphere/Clouds/

Himmel, Atmosphäre, Sternenhimmel:

http://www.vterrain.org/Atmosphere/

Pflanzendarstellung:

http://www.vterrain.org/Plants/Papers/

Regen, Nebel, Blitze und Schnee:

http://www.vterrain.org/Atmosphere/rain.html