A imensidão das tecnologias gráficas das engines 3D

Half Life Lost Coast – Efeito de HDR (High Dynamic Range Rendering)

Nos últimos dias andei lendo e tentando entender os artigos traduzidos do Loading Time sobre a história do 3D. Na verdade o artigo é mais como um dicionário de termos técnicos comuns, mas focado em tecnologias que são hoje aplicadas em engines técnicas. Você vê explicações (algumas vezes bem difíceis de entender) sobre anti-aliasing, Z-Buffering, Normal Map e tecnologias que você pode nunca ter ouvido falar na vida, como Parallax Mapping, Post Processing e Ambient Occlusion (que eu só sabia que existia o nome). Eu fiquei maravilhado com isso, com esses termos difíceis, com as próprias tecnologias, mas eu estava no mundo da fantasia. Uma hora a ficha cai e você volta para o mundo real: meu, como eu faria um treco desses no meu jogo?
Pegamos o Realtime Shadows (Sombras em Tempo Real), usado em Splinter Cell. Pelo que eu entendi lendo o texto, é necessário ter um mapa de sombra, onde, caso um objeto se mova da fonte de luz, seria necessário atualizar todo o mapa de sombras do objeto e refazer todos os cálculos. Minha mente de programador está até agora sem nenhum tipo de idéia de como que eu poderia fazer um negócio desses.
OK, eu admito que não tenho conhecimento algum em engines. Não saberia, neste momento, criar algum tipo de efeito gráfico ou mesmo explicar, mas isso é algo a se pensar pra quem quer ser programador de games. E eu digo: programador de games. Aquele que vai mexer com códigos-fonte, com linguagens de programação, com engines, com inteligência artificial. Hoje muita gente acha que o termo programador de games se refere a alguém que cria o jogo. OK, ele pode acabar sendo o responsável por dar vida ao jogo, mas temos que dividir as áreas. Temos um modelador que faz os modelos 3D, temos os game designers que projetam as coisas, temos os ilustradores de conceitos para mostrar uma idéia usando um desenho, etc etc etc. Que tentemos colocar cada função e cada um em seu devido lugar.
Mas porquê um programador (ou alguém que queira entrar neste ramo) teria de pensar nisso? Porquê são eles que terão de se preocupar com os efeitos gráficos do jogo. São eles que vão botar a mão na massa e setar. São eles que terão, também, de escolher a engine certa para o projeto.
Hoje eu considero bem difícil escolher uma engine gráfica. Mais difícil seria projetar uma engine, já que o programador teria de estudar matemática em níveis bem avançados para criar cálculos que possam gerar efeitos gráficos. Vento, água, fumaça. Pode não parecer, mas são efeitos que quebram a mente de um programador avançado com uma facilidade tremenda. Mas pode ter alguma engine possa fazer isso. E aí entra os termos citados no começo deste texto.
Quando você joga um game, como jogador, você não pensa na dificuldade que os programadores podem ter tido ao desenvolver o mesmo. Chegar e pensar, por exemplo, em maneiras de poder economizar recursos de memória para o restante ser usado com outras coisas. Pensem numa multidão vista no vídeo abaixo, em Assassin’s Creed:

Impressionante? Então veja o Hydrophobia, game que mostrará uma simulação de água num nível que realmente impressiona:

OK, hoje os consoles atuais e os PCs conseguem facilitar a vida dos programadores, mas mesmo assim pense naqueles programadores que fazem as engines internas das produtoras. Ou mesmo pense naqueles programadores que desenvolvem engines gráficas de ponta, como a Unreal Engine 3. Pense nas pessoas que criaram parte do que você viu acima. Eu tenho um respeito enorme pelos caras, já que eles devem quebrar bem a mente pra poder criar cálculos efeitos gráficos. Um sistema comercial com banco de dados pode ser chato e monótono, mas é mais fácil do que você pensar em desenvolver cálculos complexos para criar efeitos de luzes e que pode ser fascinante ficar testando durante o seu horário de trabalho. Ou mesmo desenvolver uma boa rotina de inteligência artificial ou quebrar a cabeça com um monte de personagens na tela se interagindo de forma realista.
Hoje existem tantos efeitos técnicos numa engine que você acaba ficando maluco. São termos técnicos que até mesmo um modelador não entenderia logo de cara. Um game designer muito menos. Tenho certeza também que muito programador de games também podem não conhecer tudo. Não quer dizer que eles tem de conhecer, mas saber pelo menos o básico pode evitar muita dor de cabeça no futuro. Se uma equipe analisar bem que tipos de efeitos o jogo pode ter, a equipe pode escolher a engine que possa se adequar melhor aquele projeto. E não se preocupe por não saber tanto sobre Ambient Occlusion ou mesmo sobre HDR (High Dynamic Range Rendering). Talvez você nunca possa pensar em utilizar este tipo de tecnologia, dependendo do seu foco atual como desenvolvedor. De todos os termos, só conhecia o Normal Map, mapeamentos de textura e o Anti-Aliasing. Este último por ser algo bastante difundido em revistas de games. O mapeamento de textura por já ter feito algo parecido no Blender. E o Normal map por estar habituado a ver objetos 3D que possuem irregularidades numa superfície.