Mis herramientas y técnicas preferidas para el desarrollo de juegos procedurales

• Resumen del proyecto

  • He trabajado durante varios años en escenas y niveles 3D que se ejecutan en el navegador
  • Al principio comenzaron como demos individuales, pero poco a poco evolucionaron hacia proyectos interconectados con forma de juego
  • Utilicé técnicas procedurales y generativas para implementar ciertos elementos

• Shaders + Texturas

  • La mayoría de las texturas están diseñadas para no tener costuras, de modo que no se noten patrones incluso en áreas grandes
  • Creé shaders personalizados en Three.JS para aportar funcionalidad adicional

• Triplanar Mapping

  • Permite aplicar texturas a una malla sin mapas UV, lo que resulta útil para terrenos generados de forma procedural
  • Puede implementarse de forma sencilla y aplicarse a distintas mallas
  • Usé la función pow() para ajustar los pesos, mejorar la calidad y optimizar el rendimiento

• Hex Tiling

  • Un algoritmo que oculta la repetición de texturas sin costuras
  • Lo porté como una biblioteca independiente que puede integrarse fácilmente en proyectos de Three.JS
  • Requiere mapas UV y tiene una sobrecarga de rendimiento considerable

• Depth Pre-Pass

  • Para mejorar el rendimiento, renderiza la escena dos veces y registra la profundidad de los píxeles
  • Puede mejorar el rendimiento en más de 30% en escenas con mucho overdraw

• Síntesis de texturas PBR impulsada por IA

  • Usa texturas generadas por IA para elevar la calidad de la escena
  • Genera mapas PBR con DeepBump y Materialize

• Volumetric Fog/Clouds

  • Desarrolló shaders para añadir nubes o niebla a la escena
  • Usa búsquedas de ruido LoD para agregar distintas funciones

• Meshes + Geometry

  • Investigó técnicas para generar y deformar mallas en tiempo de ejecución
  • Principalmente genera de forma procedural elementos decorativos o de fondo

• LoD Terrain

  • Genera terreno con funciones de ruido y ajusta dinámicamente la resolución según la distancia a la cámara

• Pipeline de procesamiento y manipulación procedural de mallas

  • Construyó un pipeline para subdividir y deformar proceduralmente mallas low-poly
  • El tratamiento de las normales requiere mucho esfuerzo

• Trabajo futuro

  • Planea usar Constructive Solid Geometry (CSG) para fusionar o recortar mallas
  • Busca portarlo a Rust para entenderlo mejor

Resumen de GN⁺

• Este artículo presenta varias técnicas y herramientas útiles para el desarrollo procedural de juegos
• Técnicas de texturizado como Triplanar Mapping y Hex Tiling mejoran al mismo tiempo el rendimiento y la calidad
• La generación de texturas con IA y los shaders de Volumetric Fog/Clouds aumentan el realismo de la escena
• Trabajos futuros como Constructive Solid Geometry tienen gran potencial para la deformación de mallas
• Proyectos con funciones similares incluyen ProBuilder de Unity y Houdini

[GN⁺]

Comentario de Hacker News

• En el pasado he intentado trabajar con generación procedural

  • En particular, traté de crear árboles geniales
  • Sentía que faltaba una manera fácil de conectar geometría
  • Crear dos cilindros es fácil, pero conectarlos es muy difícil
  • En teoría, CSG podría cubrir ese vacío, pero es difícil porque hay que modelarlo en 3D
  • Intenté hacer una rutina para conectar dos bucles, pero no funcionó bien
  • Más adelante me gustaría crear un juego donde un sistema modular de generación procedural funcione por sí solo

• La buena generación de terreno no es sencilla

  • Es difícil tanto a escala mundial como a la altura de los ojos
  • Los enfoques simples generan mapas de altura irregulares que casi no se parecen a la realidad
  • Dwarf Fortress parte de un desplazamiento de punto medio básico y luego añade mucho trabajo personalizado

• Es un gran artículo sobre técnicas procedurales en la web

  • Si te interesa un editor WIP de niveles RPG procedurales, recomiendo revisar https://github.com/gamedevgrunt/3D-Action-RPG-JavaScript

• He tenido experiencias mixtas al usar un depth pre-pass

  • Las veces que lo probé, no sentí una gran mejora de rendimiento en GPUs de escritorio de gama media a alta
  • No estoy seguro de la razón, pero podría deberse a que el rechazo temprano de Z ya ahorraba invocaciones del pixel shader
  • Por lo general renderizo las mallas opacas de adelante hacia atrás
  • Para ser justos, mis experimentos se hicieron en el contexto de una aplicación CAD/CAM, no de un juego
  • La escena tenía texturas mínimas y geometría de muy alto número de polígonos, a diferencia de un entorno de juego típico

• Como artista 3D, me pareció un artículo muy interesante

  • Los buenos artículos sobre este tema son muy raros
  • Voy a probar Three.js