شبیه سازی جمعیت ۱۸,۰۰۰ نفری در Unreal Engine 5

بازی‌ساز مستقل Animatolog توانسته است در Unreal Engine 5 جمعیتی عظیم شامل ۱۸,۰۰۰ کاراکتر را در یک صحنه به صورت Real-Time رندر کند. این دستاورد به لطف ترکیب تکنیک‌های نورپردازی ایستا و استفاده هوشمندانه از ابزارهای UE5 محقق شده است.

• نورپردازی صحنه: تمام محیط به صورت Static-Lit طراحی شده و تنها از یک Directional Light ایستا استفاده شده است. این کار بار پردازشی نورهای پویا را به شدت کاهش می‌دهد.

• چیدمان جمعیت: کاراکترها با استفاده از Foliage Tool در صحنه قرار گرفته‌اند، روشی که معمولاً برای گیاهان به کار می‌رود اما در اینجا برای بهینه‌سازی جای‌گذاری جمعیت به کار گرفته شده است.

• سایه‌گذاری: در این سیستم هیچ سایه‌ی پویایی وجود ندارد. سایه‌ها صرفاً با Contact Shadows و یک AO Mask از پیش محاسبه‌شده نمایش داده می‌شوند.

• کارایی: این تنظیمات باعث می‌شود اجرای صحنه روی کارت گرافیک RTX 2060 تنها با ۱ تا ۲ فریم کاهش عملکرد مواجه شود، نتیجه‌ای چشمگیر برای چنین حجم عظیمی از کاراکترها.

LOD و VAT؛ قلب تپنده شبیه‌سازی جمعیت

برای مدیریت این تعداد کاراکتر، تیم توسعه از سه LOD (سطوح جزئیات) استفاده کرده است. هر LOD به کمک Vertex Animation Textures (VAT) انیمیشن‌های مخصوص به خود را دارد.

VAT چیست؟

Vertex Animation Texture روشی است که داده‌های حرکتی (انیمیشن اسکلت یا تغییر شکل) را به صورت تکسچر ذخیره می‌کند. سپس موتور بازی این تکسچر را روی مش‌ها اعمال می‌کند و به جای پردازش پیچیده انیمیشن در لحظه، از اطلاعات ذخیره‌شده روی GPU استفاده می‌کند.

این تکنیک:

• بار CPU را کاهش می‌دهد.

• امکان اجرای هزاران کاراکتر همزمان را فراهم می‌کند.

• باعث می‌شود اجرای انیمیشن‌ها حتی روی سیستم‌های میان‌رده هم روان بماند.

آموزش پیاده‌سازی VAT در Unreal Engine 5 

اگر می‌خواهید VAT را در پروژه‌ی خود استفاده کنید:

1. خروجی گرفتن از DCC (مانند Houdini):

   • انیمیشن‌های مورد نظر خود را بسازید.

   • از ابزارهای Houdini VAT استفاده کنید تا داده‌ها به صورت تکسچر خروجی گرفته شوند (Position, Normal, Index).

2. ایمپورت در UE5:

   • تکسچرهای تولید شده را وارد پروژه کنید.

   • متریال مخصوص VAT را بسازید و تکسچرها را در آن قرار دهید.

3. اعمال روی مش:

   • متریال VAT را به مش‌ها اختصاص دهید.

   • از Blueprint برای کنترل فریم یا Loop انیمیشن استفاده کنید.

4. بهینه‌سازی:

   • برای جمعیت زیاد، LOD تعریف کنید.

   • از Foliage Tool یا Instancing برای پخش کاراکترها بهره بگیرید.

معرفی بازی Trakonius

این تکنولوژی در بازی مستقل Trakonius استفاده شده است؛ یک عنوان اکشن-روگلایک که در دنیای خدایان و پادشاهان الهی روایت می‌شود. در این بازی، گلادیاتور Trakonius برای آزادی خود می‌جنگد.

ویژگی‌های گیم‌پلی:

• دریافت قدرت‌های دائمی و موقت با حمایت خدایان.

• خرج کردن طلاهای کسب‌شده در آهنگری.

• تنوع گسترده در سلاح‌ها و استراتژی‌های مبارزه‌ای.

• هر سلاح سبک مبارزه‌ی منحصربه‌فردی دارد و با ارتقاها امکان طراحی تاکتیک‌های مختلف فراهم می‌شود.

بازیکنان در طول مسیر خود می‌توانند استراتژی‌های متنوعی بسازند و از تجربه‌ی نبرد در میدان‌های گلادیاتوری لذت ببرند.

استفاده از Vertex Animation Textures در Unreal Engine 5 انقلابی در شبیه‌سازی جمعیت‌های عظیم ایجاد کرده است. ترکیب این تکنیک با LOD و نورپردازی ایستا به بازی‌سازان اجازه می‌دهد جمعیت‌هایی با مقیاس سینمایی را بدون افت محسوس عملکرد به تصویر بکشند. بازی Trakonius نمونه‌ای الهام‌بخش از این دستاورد است که نشان می‌دهد حتی تیم‌های مستقل هم می‌توانند از جدیدترین فناوری‌ها برای خلق تجربه‌های حماسی بهره ببرند.