La semaine prochaine, quand Guild Wars 2®: Visions of Eternity™ sortira le 28 octobre, nous allons aussi proposer une nouvelle technologie d’ombrages qui apportera des améliorations graphiques au jeu !

Les ombres sont essentielles pour rendre un monde de jeu réaliste, et elles font bien plus qu’atténuer la lumière… Notre esprit s’appuie sur les ombres pour appréhender la profondeur, les formes, la distance et le mouvement. Sans elles, un monde en 3D paraîtrait plat ou décousu.

Remarque : cet article explore des détails techniques, qui sont aussi les plus intéressants. Si vous souhaitez seulement voir un comparatif des visuels avant et après, n’hésitez pas à faire défiler l’article jusqu’à la fin. Et si les systèmes d’éclairage et d’ombrages vous intéressent, poursuivez donc la lecture !

Éclairage sur nos objectifs

Depuis la sortie de Guild Wars 2, le matériel graphique a grandement évolué, ce qui nous donne l’occasion d’améliorer le rendu du jeu. Nous avons entre autres ciblé le système d’ombrages… Nos améliorations ont suivi deux principaux objectifs :

• Qu’une plus grande partie de l’écran soit couverte. Nous voulions que les zones semblant les plus distantes présentent des ombrages dynamiques de haute qualité.
• Améliorer la précision des détails. Nous cherchions à ce que nos ombrages aient des bords plus nets et davantage de détails, surtout les plus petits.

Dans le même temps, nous voulons nous assurer que les joueurs possédant un système moins performant puissent néanmoins bénéficier d’une expérience fluide. C’est pourquoi nous nous limitons aux paramètres moyens, élevés et ultra, sans toucher au reste.

Les ombres en arrière-plan

Nos ombrages dynamiques sont créés à l’aide d’une technique appelée « cartes d’ombrages en cascade ». Elle implique d’établir un aperçu de l’éclairage principal à plusieurs reprises, et d’enregistrer la distance entre la lumière et chaque pixel dans une image appelée carte « d’ombrages ».

Quand nous créons l’aperçu principal, nous comparons pour chaque pixel la distance avec l’éclairage et celle avec l’éclairage dans la carte d’ombrages. Si le pixel est éloigné, il se trouve dans l’ombre ; dans le cas contraire, il est éclairé. L’aperçu provenant de l’éclairage se retrouve déformé quand il est projeté sur l’aperçu principal, ce qui nous empêche de comparer parfaitement les distances des pixels. L’aspect « en cascade » des « cartes d’ombrages » signifie que nous créons plusieurs cartes d’ombrages afin de couvrir différents endroits de l’écran, ce qui réduit la déformation de chaque carte.

Résolution augmentée

La manière évidente d’augmenter les détails est de tout simplement augmenter le nombre de pixels des cartes d’ombrages. Pour ce faire, nous avons dû effectuer une refonte minutieuse, car certaines parties du moteur attendent une résolution précise de ces cartes.

Nous augmentons la résolution des cartes d’ombrages de 512×512 à 1024×1024 pour les paramètres moyens, et de 1024×1024 à 2048×2048 pour les paramètres élevés et ultra. Après avoir constaté à quel point cela améliorait les choses, nous avons compris que c’était l’occasion d’aller encore plus loin.

De meilleurs calculs en cascade

Le placement et la taille des cascades sont très importants pour obtenir des ombrages de qualité, et il s’agit d’un des plus grands changements que nous avons apportés. À l’origine, nous placions un ou deux cercles de dimension fixe dans le monde, selon vos paramètres graphiques. Cette méthode a des propriétés pratiques, comme des paramètres intuitifs pour ajuster la surface du monde qui doit être couverte par les ombrages dynamiques. Cela permet convenablement de couvrir le centre de l’écran, c’est-à-dire l’endroit où le joueur regarde la plupart du temps.

Avec l’arrivée des montures volantes et de formes de terrain plus extrêmes (et intéressantes), l’algorithme a commencé à montrer ses lacunes. Le nouvel algorithme couvre désormais une plus grande partie de l’écran, en ajustant dynamiquement la surface du monde qui est couverte par une carte d’ombrages. La transition d’une dimension fixe dans l’espace du monde à une dimension variable a requis une mesure et un positionnement minutieux, pour veiller à ce que les ombrages restent stables quand la caméra se déplace. Néanmoins, depuis que nous avons ajusté ces détails, une partie beaucoup plus grande de l’écran peut désormais bénéficier des ombrages dynamiques.

Les images ci-dessous présentent un aperçu du développement de la surface d’écran que l’ancien algorithme couvrait d’ombrages dynamiques, comparé au nouvel algorithme. En rouge, la carte d’ombrages la plus détaillée, qui couvre moins de surface du monde et qui est plus proche de la caméra. En jaune, une carte d’ombrages moins précise, qui couvre davantage de surface du monde et qui est plus loin de la caméra. En cyan, la carte d’ombrages la moins précise, qui couvre encore plus de surface du monde et qui est la plus loin de la caméra. Les zones sombres sans couleur superposée ne sont pas couvertes d’une carte d’ombrages, et elles n’ont donc pas d’ombres dynamiques.

Vous constaterez que le nouvel algorithme couvre une plus grande surface d’ombrages dynamiques, qu’il couvre la zone à droite, ignorée par l’ancien algorithme, et que sa carte d’ombrages la plus détaillée couvre davantage de surface. Grâce à toutes ces améliorations, nous pouvons obtenir des ombrages plus détaillés, qui s’étendent davantage depuis le personnage jusqu’au reste du monde.

Ci-dessus : la couverture de l’ancienne carte d’ombrages.
Ci-dessous : la couverture de la nouvelle carte d’ombrages.

Il y aura bientôt deux cartes d’ombrages pour les paramètres moyens et élevés, et trois cartes pour le paramètre ultra. Pour comparer, il y en avait respectivement une et deux dans l’ancien algorithme.

Un échantillonnage plus sophistiqué

Les cartes d’ombrages n’associent pas uniformément chaque pixel de l’écran. Cela signifie qu’il existe un problème de crénelage d’échantillons qu’il nous faut corriger. C’est pourquoi les bords des cartes d’ombrages peuvent paraître irréguliers et disgracieux si aucun traitement supplémentaire n’y est appliqué. Pour limiter cela, nous échantillonnons les pixels des cartes d’ombrages dans les zones avoisinantes et nous en faisons une moyenne. Cela permet d’adoucir les bords dentelés et de garantir que les contours des petits détails, comme les lignes étroites, restent agréables à regarder.

Nous avons amélioré la technique d’échantillonnage en utilisant ce que l’on appelle « l’échantillonnage par disque de Poisson », nous permettant de mieux exploiter chaque échantillon qu’auparavant, quand nous utilisions une grille. De plus, ces échantillons sont désormais évalués selon une distribution de Gauss pour prioriser les points les plus proches de l’endroit qui doit être adouci dans la carte d’ombrages. Cela donne un meilleur rendu que si tous les échantillons avaient la même importance.

Ombres d’espace à l’écran

Certains détails restent trop petits pour être visibles sur une carte d’ombrages : ils en sont donc dépourvus, même avec une résolution de carte d’ombrages supérieure. Nous utilisons désormais une technique appelée « ombres d’espace à l’écran » pour générer les ombres de ces détails. Le tampon de profondeur pour l’image actuelle permet d’exécuter une forme de « lancer de rayon progressif » dans l’espace à l’écran, semblable au lancer de rayon classique, en plus restreint. Cela nous permet de saisir des petits détails comme l’herbe, les détails architecturaux et l’équipement de héros, afin de les rendre moins plats.

Comme nous n’avons que le tampon de profondeur, cette technique a ses limites, et des incohérences surviennent parfois. Nous avons travaillé main dans la main avec l’équipe artistique pour ajuster les paramètres, afin d’équilibrer la qualité et les artefacts visuels. Nous avons également ajouté dans les paramètres graphiques une option grâce à laquelle cette fonctionnalité peut être activée ou désactivée. Les ombres d’espace à l’écran sont disponibles pour les paramètres élevés et ultra.

Vous verrez d’autres exemples de cette technologie en pratique dans les captures d’écran comparatives ci-dessous. Nous espérons que ces améliorations enrichiront votre expérience lors de l’exploration de la Tyrie !