Während der Siggraph Asia 2015 in Kobe, Japan, hielt Square Enix’s Graphics R&D Engineer Witawat Rungjiratananon einen Vortrag mit dem Titel „Physics Simulation R&D bei Square Enix“. Dabei erwähnte er viele interessante Details über die Technologie hinter Final Fantasy XV, das oftmals als Anschauungsmaterial im Vortrag diente.
Neue Methoden erlauben nun Techniken für schnelle und sehr detaillierte Vertex-basierte Simulationen für Kleidung und Haare. Somit können Simulationen flüssig für jeden Eckpunkt stattfinden. Das Problem hierbei ist, dass diese Techniken gut mit seidig weichen Materialien funktionieren, aber nicht so gut mit steifen Materialien wie Haaren und Leder.
Um diese Materialien zu simulieren, nutzt das Team bei Square Enix zusätzlich Physik-Simulation und eine traditionelle Knochenstruktur, welche physische und manuelle Animationskontrolle erlaubt.
Man verbesserte die Kontrolle durch das Entwickeln eines höchst anpassbaren Systems, welches es ihnen erlaubt, möglichst freie Handhabe beim Setzen von Beschränkungen bei der Animation der Knochen zu haben. Dies führt dazu, dass die Artists nicht nur Kleidung und Haare mit verschiedenen Materialien simulieren können, sondern auch ein interessantes Verhalten von Essen und Muskeln.
Jeder Parameter wird in einem Bereich von Null bis Eins normiert. Obwohl dies Parameter mit theoretisch falschen Maßen zur Folge haben kann, vereinfacht dies die Arbeit der Artists.
Da die Frisur eine sehr wichtige Rolle für das Image eines Charakters ist, ist ein realistischer und natürlicher Look wünschenswert. Den Erfahrungen des Final-Fantasy-XV-Teams nach neigen die Haare dazu, sich den Gesetzen der Physik zu widersetzen. Standardsysteme zur Physiksimulation führen dann dazu, dass der Look des Charakters zerstört wird.
Um den gewünschten Look ohne Beschränkungen in der Freiheit der Bewegung der Haare zu gewährleisten, wenn sich der Charakter bewegt, musste das Team “die Physik brechen”. Das genutzte System erlaubt es, dass Objekte keine Gravitationsmasse haben, damit die Schwerkraft nicht das Aussehen verändert. Trotz dessen werden die Objekte so betrachtet, als ob sie eine Masse für Trägheit und die Berechnungen für andere externe Kräfte haben.
Des Weiteren ging es um die prozedurale Animation von Gras und Fell. Mehrere Untersuchungen erlaubten es, Millionen von Grashalmen in einer offenen Welt zu simulieren, was aber aufgrund von limitierten Ressourcen nicht durchführbar ist – besonders bei Spielekonsolen. Auf der anderen Seite wurde ein leichtes prozedurales Vertexanimationssystem als angemessenere Wahl angesehen.
Periodisch wehendes Gras kann mit einer akzeptablen Performance auf der GPU erreicht werden. In einer früheren Version des Systems konnten die Artists das Wehen des Grases mit Wellenfunktionen kontrollieren. Unglücklicherweise führte dies zu vielen Trial-and-Error-Wiederholungen bei zufällig ändernden Parametern, was das Reproduzieren des Bildes, welches sie im Kopf hatten, schwierig machte.
Um das Problem zu lösen, nutzte das Team die Wellenfunktion nicht mehr. Stattdessen ging man zu einem nutzerfreundlichen Interface über, mit dem sie den Wellenstil kreieren können, welcher ihnen vorschwebt.
Um nicht vorhersehbares Verhalten zu generieren, gibt es in diesem System einen „reisenden Wind“, welcher zufällig um die Welt geht. Square Enix entwickelte ein System, was den Artists erlaubt, Muster von diesem auf einer Textur zu erzeugen. Das klappt sehr gut und es überzeugt die Artists, sich mit diesem auseinanderzusetzen.
Zusätzlich dazu interagiert der Wind auch mit Kleidung und Haaren, damit sie glaubhafter und weniger prozedural wirken.
via DualShockers