Comment les studios derrière “Horizon Forbidden West” et “Sea of Thieves” ont créé les mers envoûtantes de leurs jeux
L’eau est le dernier élément du monde naturel que les studios de jeux AAA ont cherché à restituer avec une fidélité époustouflante. De grands progrès dans la densité et le détail de la végétation ont été réalisés au cours des dix dernières années. Éclairage dans de nombreux jeux plus récents semble juste réel, scintillant et se diffusant à travers divers matériaux. Et pourtant, comme l’a expliqué Jan-Bart van Beek, directeur artistique de “Forbidden West”, lors d’un appel vidéo, l’eau et d’autres substances comme le gaz et la neige qui semblent chaotiques et complexes dans leur forme et leur mouvement “sont des problèmes difficiles à résoudre en informatique”. effets.”
L’effet est le mot clé ici : ce que de nombreux jeux – y compris “Forbidden West” – font en réalité lorsqu’il s’agit d’eau, c’est de créer une illusion visuelle, plutôt qu’une simulation de fluide coûteuse en calcul qui se comporte comme de l’eau. Le résultat est superbe et apparaît pour se déplacer avec un réalisme liquide, mais cela ne fera pas fondre votre console de salon ou votre PC comme le ferait une simulation complète.
Convaincre l’eau générée par ordinateur fait depuis longtemps partie des films, en grande partie grâce à l’œuvre obsédée par l’eau du réalisateur hollywoodien James Cameron. Mais obtenir une bonne eau de jeu vidéo nécessite plus de travail que le simple portage des techniques de VFX cinématographiques. Les films ont le luxe de pouvoir charger des superordinateurs de rendre une seule image de séquences CGI pendant des heures, a expliqué van Beek. Mais les jeux, en vertu de leur interactivité, ont “environ cinq millièmes de seconde” pour afficher tous les phénomènes virtuels que le joueur regarde. Lorsque vous tenez compte de la demande croissante de 60 images par seconde au lieu de 30 (ce qui réduit essentiellement de moitié le temps nécessaire à ces calculs), cela rend la création de ces simulations d’eau encore plus difficile sur le plan technique.
Mais pour l’équipe de van Beek, qui travaille à la pointe des graphismes photoréalistes interactifs, ce défi est précisément la raison pour laquelle ils se sont lancés dans l’industrie.
“C’est de l’ingénierie graphique ringard et hardcore”, a déclaré van Beek. “C’est ce que nous aimons faire.”
Situé sur la côte californienne – célèbre pour le surf – il était impératif que “Horizon Forbidden West” cloue l’apparence de la crête de l’océan et de l’écume qui en résulte.
“Dans l’océan, on pourrait dire que l’eau monte et descend”, a déclaré van Beek. « Mais chaque partie de la surface se déplace en fait en cercles. Il monte, puis il se déplace un peu sur le côté, puis ressort à nouveau. C’est essentiellement pourquoi vous obtenez ces formes d’ondes saccadées.
Le jeu est capable de rendre ce type de mouvement tourbillonnant assez facilement (ce qui semble suffisamment réaliste une fois que vous avez ajouté une variété d’effets graphiques). Mais montrer la cassure de la vague est beaucoup plus compliqué, a souligné van Beek.
« L’eau ne fait pas que monter », dit-il. « En fait, il tombe et s’écrase sur lui-même. Cela devient presque une forme complètement différente.
Pour créer cet effet, van Beek et ses développeurs ont d’abord rendu une simulation de vague coûteuse en calculs du type de celle que l’on voit dans le cinéma haut de gamme comme “Avatar”, en exportant ce modèle 3D et en créant une série d’images 2D qui montrent la forme de la vague.
“Il s’agit de pré-rendre l’effet dans une certaine mesure, puis de le stocker d’une manière qui peut être utilisée en temps réel”, a déclaré van Beek. Dans un e-mail de suivi, il a précisé : « Ce ne sont pas des images comme une photo normale. Les pixels ne décrivent pas les couleurs, [they] décrire une forme.
Cette série d’images 2D était alors, essentiellement, superposée à la vague 3D. Au fur et à mesure que la vague se rapproche du rivage, changeant de forme, l’image 2D change avec elle, semblant montrer la crête de la vague, puis se brisant. Surtout, “Horizon Forbidden West” transpire à peine tout en le faisant, en maintenant sa fréquence d’images élevée tout au long.
C’est une énorme quantité d’efforts, notamment parce que l’eau – en particulier le ballottement près de la rive “Horizon Forbidden West” – n’est même pas cruciale pour le gameplay. Pour van Beek, l’océan en perpétuel mouvement alimente ce qu’il décrit comme l’un des piliers clés du jeu : “l’exploration d’une nature majestueuse”. C’est partout dans le jeu, du feuillage aux formations rocheuses, en passant par le vent agité.
“C’est ce sur quoi nos vagues et notre eau se penchent vraiment”, a-t-il déclaré. “[To make] exploration vraiment intéressante, enrichissante et magique.”
Les renflements et les contractions de l’eau de l’océan exercent une plus grande influence sur le jeu dans l’aventure pirate en ligne “Mer des voleurs.” Sa simulation en eau profonde évoque la terreur mal à l’aise que vous trouveriez en train de regarder vidéos de navires luttant contre les éléments nautiques. Votre bateau virevolte d’un côté à l’autre et de haut en bas, les embruns se dissipant sur le pont pendant que vous manœuvrez en haute mer à la recherche de trésors ou de navires ennemis.
Mark Lucas, ingénieur principal du rendu sur “Sea of Thieves”, a expliqué que le point de départ de l’eau du jeu était un papier de 2001 par Jerry Tessendorf, le gourou des effets visuels derrière l’eau dans “Titanic”. Parce que Lucas et ses collègues savaient qu’ils voulaient reproduire les houles vertigineuses de l’océan profond, ils avaient besoin de “grandes vagues de haute amplitude et basse fréquence” – ou, simplement, de mouvements épiques mais peu fréquents. Pour les ondulations à la surface, c’était l’inverse : des ondes de haute fréquence et de faible amplitude. Ils ont pris les mathématiques qui créeraient toutes ces formes d’onde qui se chevauchent et ont utilisé un autre outil mathématique appelé la transformée de Fourier pour les convertir “en la forme physique réelle de la surface de l’eau”, a déclaré Lucas.
La sauce secrète, la raison pour laquelle l’océan dans “Sea of Thieves” a l’air si “réaliste”, a déclaré Lucas, est l’association de ces mathématiques déjà compliquées avec le Spectre de Phillips, un modèle créé en 1958 par le célèbre géophysicien Owen Martin Phillips. Selon Lucas, ce modèle explique comment “l’eau de mer se comporte sur la base d’analyses météorologiques”.
L’eau du jeu, souligne Lucas, n’est possible que grâce à un vaste corpus de recherches vieux de plusieurs décennies. « C’est beaucoup de gens qui travaillent dans beaucoup de domaines différents qui y ont tous contribué », a-t-il déclaré.
Lucas pense que l’eau de “Sea of Thieves” répond maintenant presque à la norme des effets de film les plus célèbres au monde.
“Nous effectuons en fait les calculs presque au niveau de qualité utilisé dans” Titanic “, mais en temps réel”, a-t-il déclaré. “Nous sommes un cran en dessous.” Selon Lucas, la raison est double : le miracle des unités de traitement graphique modernes et l’optimisation du code qui vaut presque un océan.
Les innovations graphiques et les efforts de réalisme peuvent sembler standard dans les jeux vidéo à succès de nos jours. Mais lorsqu’il s’agit d’eau de jeu vidéo, chaque houle et pause est l’occasion de voir les deux fondements des jeux vidéo – l’art et la technologie – travailler à l’unisson. Parallèlement aux avancées récentes dans la représentation de phénomènes naturels comme neige et vent, le rendu de l’eau représente une nouvelle élévation de l’ambition visuelle. Cela découle en partie d’un désir de faire avancer la technologie pour les futurs jeux.
“Vous développez ces choses pour un jeu et vous imaginez peut-être déjà comment il pourrait se développer davantage”, a déclaré van Beek. Souvent, cependant, de tels efforts servent la poursuite d’un seul moment magique.
«Beaucoup de gens demandent, est-ce que le public s’en soucie vraiment? Et nous le pensons. Nous nous soucions », a déclaré van Beek. “Lorsque vous jouez à un jeu vidéo, vous avez peut-être un de ces moments où vous vous dites, ‘Oh mon dieu, ça a presque l’air réel.’ C’est toujours une sensation incroyable pour nous, ainsi que pour les joueurs. Pendant un instant, même brièvement, ils peuvent se perdre dans le monde et sentir que c’est tout à fait crédible.
Lewis Gordon est un écrivain de jeux vidéo et de culture. Son travail est apparu dans des points de vente tels que VICE, The Verge, The Nation et The AV Club. Suivez-le sur Twitter @lewis_gordon.
