GDC2016【彩虹六号:围攻 】使丰富的“突破”成为可能的破坏系统

【彩虹六号:围攻 】使得丰富的“突破”成为可能的破坏系统
深奥的战术游戏的背景下，最新的程序化破坏技术【REALBLAST】！



进行演讲的是Ubisoft Montreal的Julien L'Heureux



破坏系统与游戏性直接连接正是【彩虹六号：围攻】的概念

战斗大部分是在室内展开的。固守的恐怖份子在各处设置路障，强化墙壁，设置陷阱等来防备入侵者。视图侵入的反恐部队使用手榴弹和爆破炸药(Breach Charge)等各种爆炸物，以及铝热焊，还有大型锤作为“攻城兵器”打破墙壁，破坏路障，执行作战。还有可以用子弹在墙壁上打孔，当作“枪眼”来狙击敌人。这种把细致大胆的破坏物体和游戏要素融合的作品，以前是从来没有的。

成为实现本作深度战术玩法的核心的，不用说就是高度的破坏系统了。在GDC2016上进行的Session【The Art of Destruction in Rainbow Six: Siege】上，详细的揭露了这个秘密。这里介绍一下需要5年开发时间的实时破坏系统【REALBLAST】到底是什么吧。

【Tom Clancy’s Rainbow Six Siege - Gameplay Trailer Fall 2015】

通过实时分割多边形实现真正的程序化破坏系统

程序化破坏系统的研究开发是2012年开始的



首先是玻璃表面破坏原型的制作。

进行本次演讲的是Ubisoft Montreal的技术总监，并担任物理系统程序员的Julien L'Heureux。Julien所属的Ubisoft的技术小组，是独立于各个产品开发，进行特殊研究开发的组织，集合了各个领域的专家。其中特别是破坏系统有专门的程序员小组，用了5年的时间开发了公司内部使用的实时破坏系统【REALBLAST】。

【REALBLAST】的破坏表现包括的解决方案，由Runtime库，3D模型的分割工具，属性编辑器，调试器等组成。最初是在2013年发售的【刺客信条IV：黑旗】中使用。在描绘帆船之间破击战的作品中，在船体的破坏表现上被灵活的利用了。在此后的Ubisoft几个游戏也有使用，继而在本作【彩虹六号：围攻】中，作为游戏的核心要素来使用了。









2013年开发的，包括程序化破化系统的原型。和现在的本作一样可以进行各种破坏，但运行负载很大。



破坏各种表面，侵入，视线确保，进行攻击这样的游戏配置。



实时的进行多边形的剪切，这个处理是在2D上执行的



按剪切的的形状切割多边形

【彩虹六号:围攻 】要求的水准非常高，首先是游戏性要素，要有正确而可以无限破坏的可能，而且可以强化墙壁和设置路障，通过这些实现了丰富的防卫和攻击战术。为了实现这些，墙壁，路障，地板，活动门等，都需要按结构可以应程序化破坏来构筑系统。

这里最大的重点的是，对玻璃，墙壁，地板等平面的程序化破坏系统。本作除了非常厚的混凝土以外，所有墙壁的任何位置都可以被破坏。正确的表现破坏了的位置也很重要，必须要精细的再现玩家的想法和技术。

实现这些所采用的，是实时的多边形分割的程序化破坏算法。

这个方法是把墙壁作为1个多边形来表现。然后，用显示破坏和范围对2D多边形剪切，再同它来分割3D多边形。把它变成实时的程序化，就是制作破坏后形状的方式了。

这时的剪切形状，也可以根据破坏手段和破坏对象的材质定义样式。铝热法的破坏使用的是四方形的边界线，混凝土破碎的情况，是使用沃罗诺伊图（Voronoi）计算出分割的相撞，玻璃和水泥砖墙等有特点的破坏样式，是通过Texture显示破坏形状来定义的。

因为破坏的位置非常自由，包含多个材质的破坏，以及保持多个图层的构造的墙壁破坏都是很难表现的。问题是会占用大量的内存和处理时间。把这些方法组合起来，就成为了丰富多彩有说服力的”破坏的形式“的表现。





切割破坏表面的形状可以任意的使用，表现出丰富的破坏模式

在大量破坏的负荷下维持60fps的游戏性

通过多边形切断面和Texture的修饰来提升视觉品质



配合破坏更行AI的导航网格



复杂的破坏需要1帧以上的时间

虽然如此，每次破坏墙壁时帧率大幅降低会破坏游戏体验。需要让这个复杂算法可以一直以60fps运行才行

分割多边形的墙壁多边形的直接更新就可以，实际上为了提高视觉品质，对破坏后的模型由破坏造成的边界部分的修饰，是使用Decal Texture来增加污秽的表现，实现更有说服力的外观。

然后，作为碰撞形状的判定的网格，导航网格，以及声音的反应系统数据也要更新。只要一个墙壁破坏，就要给予游戏中大部分子系统影响，必须更新各种数据，会消耗非常多的处理时间。

具体的数据上，以PS4为标准，创建一个弹孔需要1.1ms（毫秒），破坏一个石头砌成的墙壁需要2.8ms，破坏2层石头+2层木板构成的墙壁需要19.5ms。实际运行时，一次爆炸会破坏多个墙壁，也可能把其他的物理对象卷入破坏，多个爆发同时发生也说不定，无法保证稳定的运行。

本作采用方法是破坏处理的异步化。投掷手雷，爆破炸弹打开开关时，玩家触发爆炸的时候（在实际产生爆炸前）就开始破坏物体对象的处理。。每帧进行少许破坏的模拟。在模拟完成后，执行爆破动画把动态的破坏模拟的结果反映到游戏里。因为这种方式，大规模破坏的情况下按下按钮之后的墙壁破坏还是会有“延迟”的感觉。

把破坏模拟按时间来分割，一小部分使用多线程处理。破坏模拟的个处理分隔为小单位的函数，1帧没有处理完的部分就规划在后面的帧里，这部分是调试非常困难的瓶颈所在。。

【彩虹六号：围攻】通过以上这些方法实现了高品质的破坏表现。这个破坏系统要占用近400M的内存，完全是面向次世代机种的技术。这个效果也是所有玩过本作的人都指导的。看到这种对新技术开发的追求态度，不得不赞扬把精彩的升华了游戏性的Ubisoft。



异步预破坏的技术，用户输入确定破坏的时候就开始处理了。



打洞过于复杂，是在墙壁上进行自我破坏来优化