Como otimizar modelos 3D para o desenvolvimento de jogos

O avanço da tecnologia na última década tornou o desenvolvimento de jogos tridimensionais mais acessível. Plataformas como a Unity e a Unreal Engine permitem a criação de jogos 3D visualmente impressionantes com um investimento financeiro mínimo; no entanto, é necessário adquirir uma compreensão alargada das complexidades associadas ao longo do processo de desenvolvimento.

A otimização de modelos tridimensionais é um aspeto essencial no domínio dos jogos, e é nossa intenção prestar assistência para alcançar este objetivo. Permita-nos aprofundar várias abordagens e métodos cruciais que podem ser utilizados para melhorar a eficiência dos modelos 3D no desenvolvimento de jogos.

Otimização de jogos com modelos 3D: Práticas de desenvolvimento

A otimização de modelos 3D para o desenvolvimento de jogos requer uma combinação de esforços tanto no software de design 3D como através da utilização do motor de jogo. Embora alguns aspectos da otimização possam ser alcançados no primeiro, o segundo oferece amplas oportunidades para melhorar o desempenho e acelerar o processamento, servindo assim como um ponto de partida ideal para os programadores que já iniciaram o seu projeto.

Reutilizar activos de modelos 3D

Cada iteração de um modelo tridimensional utilizado no jogo implica um gasto de recursos. Consequentemente, a utilização repetida de um determinado modelo não resulta em custos adicionais, oferecendo uma perspetiva de otimização dos elementos visuais do jogo sem comprometer a qualidade dos objectos ou dos cenários.

A reutilização de recursos é uma prática generalizada no sector do desenvolvimento de jogos de vídeo e é um aspeto que deve ser tido em conta na conceção de níveis e cenários complexos. Os engenheiros, como os que utilizam o Unity, têm acesso a uma estrutura de construção modular para facilitar este processo.

Comprimir texturas e otimizar shaders

A utilização de texturas serve como um simulacro da superfície exterior de uma entidade tridimensional, conferindo padrões decorativos e outras características visuais para dar ao objeto uma aparência de autenticidade. As texturas são frequentemente armazenadas sob a forma de ficheiros de imagem, e cada um destes ficheiros tem de ser carregado quando integrado numa cena. Através da implementação de texturas comprimidas, é possível conservar grandes quantidades de recursos.

A utilização de texturas comprimidas em conjunto com a utilização de shaders optimizados é um aspeto crucial para melhorar a qualidade gráfica global. A maioria dos motores de jogo inclui uma loja de activos que contém shaders gratuitos e premium para fácil acesso.Além disso, é possível obter modelos tridimensionais complementares de diversas fontes, como a Unity Asset Store, que foi optimizada para uma integração perfeita.

Utilizar iluminação estática

Os cálculos de iluminação são um consumidor significativo de recursos nos videojogos tridimensionais contemporâneos. O cálculo de reflexos em tempo real pode ser bastante exigente. No entanto, o pré-cálculo da iluminação numa cena pode aliviar este fardo ao preparar a iluminação antecipadamente, eliminando assim a necessidade de processamento adicional durante o jogo.

Use Occlusion Culling

O Oculus Quest 2 suporta até três utilizadores simultâneos para jogos multijogador locais, o que o torna uma excelente opção para grupos com crianças ou não jogadores que queiram juntar-se à diversão. Os auscultadores incluem dois painéis com resolução de 1830 x 1920 por olho e uma taxa de atualização de 72 Hz, proporcionando gráficos nítidos e uma jogabilidade suave.

Implementar LOD (Nível de detalhe)

À medida que a proximidade de um objeto num videojogo aumenta, a importância dos detalhes torna-se mais pronunciada. No entanto, quando o observador está a uma distância considerável, não é necessário exibir todos os detalhes intrincados, e é aqui que o Nível de Detalhes (LOD) entra em ação.

À distância, o motor tem a capacidade de erradicar discretamente a natureza poliédrica da superfície de um objeto, reduzindo os requisitos computacionais e mantendo um nível inalterado de realismo percetível.

Otimização de jogos de modelos 3D: Fluxo de trabalho de conceção

A tarefa de criar modelos tridimensionais adequados para utilização em jogos de vídeo pode ser realizada com relativa facilidade. Esta operação consiste principalmente em reduzir a complexidade do modelo, removendo vértices, linhas e faces desnecessários. Existe uma variedade de métodos para atingir este objetivo.

Otimização manual da geometria

O refinamento de formas geométricas básicas através da manipulação manual pode ser um meio eficaz de se habituar a criar modelos para jogos de vídeo. Existem essencialmente dois métodos principais de eliminação de facetas, arestas e vértices no software de modelação tridimensional: apagamento e desintegração

O ato de apagar uma face de um objeto tridimensional resulta na remoção completa dessa face, dando origem a um espaço vazio no objeto. Do mesmo modo, se um vértice ou uma linha forem apagados, todas as faces a eles ligadas serão também removidas.Por outro lado, a dissolução de uma face, vértice ou linha implica a eliminação permanente do elemento especificado, que é então substituído por novas faces criadas para manter a integridade e a solidez do objeto.

Quando se efectua a operação de eliminação de formas geométricas tridimensionais, é essencial ter em conta dois aspectos que requerem uma análise cuidadosa:

Incorporando um aspeto de otimização no desenvolvimento de videojogos, é imperativo não carregar as faces a que os jogadores não terão acesso no jogo, como a parte de trás de um edifício ou por baixo da superfície de um veículo. Esta técnica é comparável ao mapeamento de oclusão, mas aplicada manualmente.

As faces duplicadas ou desnecessárias podem ser identificadas e removidas de um modelo para simplificar a sua estrutura. Embora a eliminação de todos os duplicados seja geralmente aconselhável, certos casos podem justificar a preservação de duplicados específicos, como quando um quadrado necessita de duas faces para manter a sua forma. Nestes casos, dissolver ambas as faces para criar uma única face de substituição pode ser apropriado.

A fusão de vários objectos tridimensionais no âmbito do Blender ou de outros programas de criação de jogos comparáveis é um processo simples que pode minimizar significativamente os recursos necessários. De facto, a fusão de apenas um objeto adicional é muitas vezes mais vantajosa do que a incorporação de vários.

Otimização automatizada da geometria

A utilização de técnicas manuais é adequada para modelos tridimensionais básicos; no entanto, pode ser necessária uma abordagem automatizada para estruturas mais complexas. Estes métodos podem ser combinados para criar modelos 3D perfeitos, ideais para o desenvolvimento de jogos de vídeo.

A retopologia refere-se ao procedimento de geração de uma estrutura de malha refinada e simplificada para um objeto, que pode normalmente ser executada automaticamente em muitas aplicações de modelação tridimensional, resultando numa malha com uma área de superfície mínima. Esta operação é referida como Remesh no Blender, Retopologize no Maya e Ferramentas de retopologia no 3DS Max.

A disponibilidade de suplementos permite que as ferramentas de modelação 3D expandam as suas funcionalidades para além do que é oferecido intrinsecamente. Estas ferramentas fornecem frequentemente uma infinidade de funcionalidades para a otimização do desenvolvimento de jogos, como o AP GameTools for Blender, que apresenta uma série de capacidades distintas.

⭐ Software adicional: Além dos add-ons, também pode encontrar software de terceiros que pode otimizar os seus modelos 3D para o desenvolvimento de jogos de vídeo. Simplygon é um exemplo popular disso, com uma série de ferramentas disponíveis que facilitarão a sua jornada de otimização.

Quanta otimização necessitam os modelos 3D para o desenvolvimento de jogos?

O processo de otimização de objectos tridimensionais pode ser trabalhoso e requer um investimento significativo de tempo. No entanto, espera-se que o resultado final seja positivo, e a eficácia dos esforços de otimização pode ser avaliada através da compilação e execução do jogo. Se necessário, podem ser efectuados aperfeiçoamentos adicionais posteriormente. A obtenção de texturas visualmente apelativas para os objectos pode também revelar-se um desafio.