Корсарская химера и чем её готовят. NPC, точки интересов, невероятные приключения с оптимизациями​

Вот и истек таймлайн очередного месяца… Зачем мы все еще тут? Только для того чтобы страдать? Каждую ночь, я чувствую груз собственных ожиданий… и надежд… и может быть даже мечт. Дедлайн который я провалил… пропущенные пьянки… не дают мне спать спокойно, как будто это все еще в моих руках. Вы ведь тоже это чувствуете? В любом случае, как я и обещал, выпускаю статью спустя месяц(ну ладно, чуть больше). Сделано было не так много, ибо часть времени сожрала работа, а часть я сам спустил на китайские 3д мультики. Однако это ведь лучше чем ничего… лучше же?

В процессе планирования проекта, я в определенный момент натыкался на какой-то плагин, который предоставлял инструмент взаимодействия ИИ с разными предметами, другими НПЦ и так далее. Кое-как его откопал, я понял что его функционала недостаточно для моих Наполеоновских планов.

На помощь ко мне пришел NPC Manager System! Если вкратце, то данный набор блюпринтов и структур позволяет создавать своеобразные точки интересов и взаимодействий для искусственных идиотов, определять их приоритеты, распорядок дня, и т.д. В точках взаимодействия можно указать анимации которые будут воспроизводиться, звуки, генерацию мешей, анимации общения с другим НПЦ и т.д. Ну и разумеется, куда без возможности предпросмотра анимации.

К сожалению не обошлось без проблем при интеграции:

Помимо вышеописанного, внутри него есть функционал для оптимизаций логики и рендеринга персонажей(но недостаточно качественный на мой взгляд). Но в общем инструментарий неплох, и его можно использовать как отправную точку.

Думаю все согласятся с тем, что стандартные анимации перемещения в UE - тупое говно, тупого говна! Поэтому еще в февральской демке я накатил кхм… реквизированную версию Ultimate Movement System чтобы пощупать нормальную систему перемещения. В общем-то, меня все устраивало, я даже настроил в ней интеграцию с океанологией для системы плавания. Однако, как только я начал спавнить НПЦ на этой системе, оказалось что она не просто ужасна в плане оптимизации, она просто КАТАСТРОФИЧНА! Добавление 7 нпц уже убивало мой фпс до 30 кадров! В общем стало понятно, что придется искать другой каркас для персонажей…

Самым высоко оцененным решением на рынке является Advanced Locomotion System V4 но во первых - последняя версия только для версии 5.0, а мне нужно 5.1, а во вторых - оно бесплатное, а бесплатное в геймдеве хорошим быть не может… или может?

Какими-то цыганскими фокусами я вышел на форк улучшенной версии AlsV4 под 5.1, скачал, запустил, впечатлился… спринт, присед, карабканье, анимации передвижений для мужского и женского персонажа, подстраивание положения ног под поверхность… в общем полный фарш. Да и с оптимизацией ситуация стала значительно лучше, но хватит ли нам этого…?

Однако следует сразу предупредить, что этот каркас до ужаса капризный. У меня возникала куча странных фаталов при переключении аним-блюпринта. Вообще не понятно как работают анимации переката при прыжке с высоты. То ты с полуметра прыгаешь и получается перекат, то ты падаешь как будто с большой высоты. И еще возникли проблемы когда я занимался оптимизациями, но это дальше…

К сожалению, XVII век не то чтобы сильно популярный период времени среди игр, поэтому я ожидал что найти подходящую одежду в маркетплейсах не получится. У меня нет нормальных навыков моделирования, да и это в общем-то не то, чем мне бы хотелось убивать свое время. Поэтому на горизонте маячил вариант с переносом моделек из оригинальной игры(да-да, я тоже в ужасе от того, как это могло бы выглядеть), либо оставлять всех персонажей игры в средневековой одежде, которой на рынке в достатке.

В процессе поиска какой-нибудь хорошей программы для создания персонажей, я вышел на Character Creator 4. И вот чудеса, для этой программы в маркетплейсе есть наборы одежды 1700 годов для мужчин и женщин! По итогу, я решил остановиться именно на ней.

Также я опущу все те оттенки коричневого, которые вам придется проделать, чтобы интегрировать CC персонажей в скелет Als. Лично я пока что сделал это через небольшой костыль по примеру метахюманов описанный здесь.

Модельки неписей будут монолитными, но части одежды можно будет делать прозрачными или менять им оттенок. А вот персонажа игрока нужно будет распилить на куски, чтобы можно было одевать в разное шмотье без лишнего гемора. Хотя тогда встает вопрос как быть с членами команды, которых игрок тоже должен мочь принаряжать костюмами и кирасами…

Но разумеется не без подстав с LOD-ами. Поскольку одежда многослойная, то при упрощении она может начать выпирать за предыдущий слой.

Выгрузив персонажа из CC в UE, я решил протестировать сколько персонажей я вообще смогу отрисовать на карте. Установил на карту скелетал меши и установил анимацию питья из кружки за столом:

Дефолтное качество из CC оказалось весьма прожорливым, и на 40 манекенах мы уже проседаем до 30 кадров. Но только ли проблема в CC?

Пробуем с тем же кол-вом обычных манекенов, и фпс все равно сильно падает до 60-70 фпс. И это обычные скелетал меши без класса и логики…

Так а почему падает то? А все очень просто - кости(еще draw, но в данном случае это опустим). Скелетал меши очень дорогая вещь, ведь процессор должен обрабатывать позицию каждой кости, и передавать эту информацию в видеокарту. Т.е. мы в любом случае упираемся в Game Thread который мне жизненно необходим для кучи других расчетов.

Что мы можем сделать? Например у класса Character есть множество настроек оптимизаций. Самые производительные из них делают движения персонажей немного рваными. Например в этом видео можно посмотреть на оптимизации для обработки 150 дефолтных манекенов(хотя я не представляю что у него за процессор, что способен на такие обработки). Однако, манекены ALS это вам не это… я попробовал их оптимизировать согласно инструкции, но особого буста это не дало. Не говоря уже о том, что анимации стали выглядеть рвано.

Так, но подождите, я ведь говорил что в NPC Manager как раз есть нужные оптимизации. Почему бы не попробовать их? Так я и попробовал! Одна из самых интересных оптимизаций - отключать тик для скелетов, которых игрок не видит. Так вот, оптимизация эта работает через одно место, потому что проверяет видимость по одному лайн-трейсу от центра тела, да и то, только раз в 2 секунды. Интервал можно уменьшить, но не думаю что это хорошая идея… Но проблема даже не в этом, а в том, что включение/отключение аним-блюпринта ALS может привести либо к фаталу, либо к случайной поломке анимации. Персонажи либо совсем переставали двигать костями, либо двигали только частью. А если блюпринт не выключать, то оптимизации считай никакой не будет, ибо постобработка жрет очень много.

Отложим в сторону производительность анимаций, сам класс Character тоже порядочно кушает на то, чтобы моделировать физику и удерживать персонажей на полу учитывая неровности при передвижении. А сейчас у меня будет бомбить, кто не хочет матов, под спойлер не смотрите.

В общем у меня порядком пригорело со всего этого. Такая критичная вещь для создания игры с открытым миром, но почему то в интернетах об этом не распространяются. Лучший игровой движок ever! Ну либо я долбодятел…

На этом моменте я завис надолго. Ходил по форуму анрила, и читал как все жаловались на производительность скелетных сеток. Читал даже как некоторые собирают персонажей через обычные статик меши, но это допустимо только для каких нибудь роботов. В какой-то момент, мне на глаза попалось видео о записи анимаций на текстуру. У меня глаза из орбит вылезли просто. Как на текстуру?! Такое возможно!? Как оказывается да, и насколько я понял, широко используется в ААА играх. Как я уже говорил ранее, основная проблема скелетных сеток - тикание на обновление позиций костей, и то что это обрабатывается в основном процессе игры. Но если записать анимацию в текстуру, то всю обработку анимации делает напрямую видеокарта. А значит достаточно создать статик меш на основе скелетал меша, и модифицировать у него материалы. Это настолько невероятный костыль, что у меня прямо мозг взорвался.

К сожалению, референсов по использованию данной техники в анриале, не то чтобы много… да еще и по-умолчанию нет возможности устанавливать лоды и нанит, что очень критично. Но к счастью, как раз в начале года нашелся пчелик, который создал свой собственный плагин Vertex Animation Manager на основе существующих наработок… Но к сожалению, плагин стоит весьма круглую копеечку(когда я впервые его увидел, он стоил 520 вечно-зеленых), и в гавани его нет... Но к счастью, на плагин была 50% скидка, и я решил его все-же прикупить, ибо гораздо быстрее заработаю эти деньги, чем буду самолично все допиливать. А также внутри уже есть возможность подключать лоды и нанит, ловить нотификации из анимаций, устанавливать сокеты, переключение анимаций с блендингом и т.д..

Плагин пока что очень сырой, то и дело можно словить фаталы при записи анимации. Особенно плохо дело с ALS скелетом. Он вообще отказался его записывать и кидал фатал. Попросил разраба пофиксить, отправил ему скелет и анимации. У него все работает. Пробую сам с повторить с отправленными ассетами. Тоже все ок. Парадокс. Разраб потом мне кинул новую версию плагина, которой еще нет в сторе, чтобы я на ней попробовал. Проблема все равно сохранилась, пришлось самому пофиксить костылем, хотя разраб и говорил что то что я сделал, должно было все сломать, но в моем случае починило. Парадокс. Энивей, зато получил новую версию в которой есть нужные мне фичи. Хотя тоже с багами, куда же без них.

Записал анимацию на текстуры все того же неоптимизированного скелета CC4, разместил 320 мешей, в итоге 60 фпс в кармане. А если подключить лоды, то можно и десяток тысяч разместить без проблем. С нанитом сложнее, у него большие проблемы с рендерингом лица и теней. Если тени вроде как починили в 5.2, то вот с лицами проблема остается. Но потенциально, можно использовать VAT и нанит на более простых мешах.

Тут пытливый читатель может спросить: это что, получается для каждого отдельного персонажа придется записывать текстуру с анимациями? И это отличный вопрос! Ответ на него и да, и нет. Для воспроизведения анимации нужно 4 текстуры(вообще не всегда, это еще от режима записи зависит), Position и Rotation хранят информацию о положении костей персонажа. А Nanite и Weights снимок всех текстур и точек на которые воздействует кость. Из этого следует, что если у персонажей идентичное строение и размер костей, то достаточно просто менять Nanite и Weights текстуры, без длительной записи анимаций. А вот если персонажи разного строения, то без новых положений костей уже не обойтись.

Собственно тут все просто но муторно. Почти все анимации вызывает NPC Manager, и его внутрянка завязана на класс Character, которого у меня больше нет. Но в то же время, мне бы хотелось иметь возможность работать одновременно и с обычным Character и с новым VAT персонажем. Поэтому я просто создал интерфейс, который содержит методы которые использует NPC Manager, переопределил зависимости, и реализовал эти методы в нужных классах.

VAT персонаж это обычный Pawn в котором подключен стандартный компонент FloatingPawnMovement для перемещения по карте. Он довольно дорогой для основного потока, но мне должно хватить. С этим компонентом правда есть еще проблема, он строит маршрут по воздуху, и т.к. у VAT персонажа нет физики, то он начинает летать. Я пока что покрыл это привязкой к точке на навигационной сетке в тике, но это довольно дорого, и в будущем нужно будет придумать что-то получше. Ну и всякий код для поворота персонажа по направлению движения, запуска анимаций и т.п.

А вот пример с тестовой площадки анимаций:

Нужно еще добавить плавности поворотам, поправить некоторые рваности в анимациях и добавить мимику лица, но в целом выглядит неплохо.

Я вообще изначально думал, что самой геморойной частью разработки будет именно морская. Ибо наземную то каждая собака уже делала, информации и наработок должно быть вагон. Но видимо я ошибался… Хотя я ведь еще не доделал морскую часть, а там тоже есть свои приколы с оптимизациями. Помните начальные статьи, где я описывал создание парусов, тросов и прочей херни? Так вот, все то неоптимизированный мусор! Придется переделывать архитектуру корабля с 0.

Впрочем есть и хорошие новости, для океанологии(плагин воды что я юзаю) завезли интеграцию с FluidNinja, поэтому можно теперь отображать полосы пены от корабля. Да и вроде как приближается релиз новой версии, где должна быть динамическая смена высоты волн.

Ах да, у серии статей изменился заголовок. Почему химера, я объясню в будущих статьях.

А еще у меня мышка сломалась. То и дело двойной клик делает. Жопа уже сгорела.

Даты релиза демки тут.

Если смотреть на VAT меш через предпросмотр, то можно крипоту словить.

#личныйопыт #корсары #ремейк #девлог #unrealengine