Frostbite Motor Gráfico de EA

El futuro de la tecnología

La Comunidad Gamer y los aficionados en general a los videojuegos estarán familiarizados en la imagen icónica de la compañía Frostbite, el motor gráfico desarrollado y empleado por EA Digital Illusion CE desde mediados de 2008 empezando con su motor en la versión Frostbite 1.0 utilizado en la reconocida entrega del Videojuego Battlefield Bad Company.

El motor presentó una gran capacidad de destrucción dinámica de estructuras, aunque con muchas cosas por mejorar. Por otra parte en cuanto a sonido, el motor amplifica los sonidos de ambiente según su proximidad o intensidad, mejorando la sensación de realismo e interacción con el jugador.

Inicios y funcionamiento

Desde su creación e implementación con Electronic Arts  se han generado cuatro versiones del motor gráfico siendo el Frostbite 3 la última versión desarrollada para las consolas de nueva generación como PlayStation 4, Xbox One, Nintendo Switch y Microsoft Windows.

Desde su lanzamiento el motor de Frostbite Engine ha sido implementado  en el desarrollo de más de 25 juegos entre los que destacan las entregas de Need for Speed, Battlefiel, FIFA y Star Wars  entre otros.

Hoy por hoy Frostbite es una pieza central para las estrategias del EA y símbolo de calidad gráfica y auditiva y en las entregas de videojuegos de la compañía, mediante intercambio de tecnología entre los estudios que participan en todas las franquicias de videojuegos que están involucrados en Electronic Arts, se está creando un lenguaje compartido para los desarrolladores.

Dentro de la ejecución del motor gráfico se resalta su participación en el audio, animación, cinemática, secuencias de comandos, física, destrucción, renderizado, efectos visuales y más.

Reproducción de cabello.

En cuestiones de realismo visual en el entorno de los videojuegos la demanda es cada vez más alta ya que el público es exigente y cada vez quiere ver más realismo y vanguardia ante factores como los gestos, los personajes y su similitud a la vida real, la manera en que reacciona un entorno ante las acciones del videojugador.

Como relaciona el motor gráfico Frostbite en su portal “Al mirar una persona, ya sea en la vida real o en un juego, una de las características definitorias es la apariencia de su cabello. La simulación y el modelado realistas del cabello humano ha sido durante mucho tiempo una de las barreras técnicamente más desafiantes de superar”.

Frostbite Hair Montage

El equipo de Frostbite de EA ha dedicado su esfuerzo en un sistema de cabellos de próxima generación para ayudar a los desarrolladores de juegos a ofrecer experiencias más realistas entre los jugadores. 

Durante la conferencia virtual Digital Dragons 2020  se mostraron los avances en el sistema  y posibles simulaciones de lo que sería el trabajo del motor gráfico para  el diseño de cabello, en donde se denota la mejora de movimientos la naturalidad y flujo además de la calidad visual frente a como se venía trabajando habitualmente.

Con el propósito de producir cambios radicales en la simulación y renderizado de cabello, produciendo resultados cercanos a una película y al renderizado fuera de línea

Como se denota en el video compartido por Frostbite las aplicaciones y técnicas para conseguir la naturalidad y fluidez del cabello fue el producto del arduo trabajo del equipo en la aplicación de la “técnica de preservación de estilo.”

Como lo denominó el equipo de EA, bajo un modelo de sombreado, la simulación de dispersión múltiple y enfoque en llevar el cabello a una fase mucho más específica y fina para lograr un efecto más suavizado.

Con el avance presentado por Frostbite no solo podremos disfrutar de una sensación de realismo y calidad gráfica en el diseño de los personajes, este avance le permitirá a los creadores de contenido ajustar una gran cantidad de parámetros para lograr una amplia gama de comportamientos, en donde el motor se adaptará a la situación movimiento, clima  y acciones del personaje involucrando temas como la preservación del volumen, los cambios dinámicos de la melanina del cabello para que sean mucho más reales.

Funcionamiento de los hair cards

 

Actualmente en la industria el comportamiento para las escenas de videojuegos es el uso de hair cards o tarjetas de cabello,  las cuales están encargadas de representar una cabeza de cabello, mediante la implementación de capas y malla, es decir los desarrolladores generan mechones de cabello en una herramienta de creación de contenido digital para luego modelar y asignarle movimientos específicos  y en conjunto luego de su texturización dando la impresión de un cabello suavizado que reacciona a las situaciones en particular de los juegos.

Es por esto que cuanto mayor sea el número de mallas, mejor será la ilusión de simular el comportamiento de una cabellera real, el problema de la implementación de esta técnica es el costo del activo, pues puede llevar mucho tiempo a los creadores de contenido sin nombrar los recursos computacionales que tendrían que estar involucrados para su funcionamiento.

Diseño y simulación de cabello

Si bien el funcionamiento y representación de una renderización fuera de línea obtiene resultados sorprendentes el trabajo realizado por los desarrolladores contempla alrededor de 10.000 hebras, cantidad que aunque no se acerca a las de un ser humano es realmente sorprendente siendo más fácil y rápido la técnica de activos de mechones de cabello con la nueva implementación que la creación de la manera habitual por medio de hair cards.

Los resultados de la implementación de hebras en el nuevo motor de frostbite puede juzgarlos usted mismo

( Imagen cortesía de Criterion).

Según el portal de Frostbite:

“La canalización de datos crea un conjunto de puntos colocados uniformemente a lo largo de cada hebra para representar la curva (un proceso llamado teselación). Un gran número de puntos a lo largo de la curva aumentará la calidad de la simulación, pero los costos aumentarán. La teselación se puede configurar por activo, y en el activo de pelo largo que mostramos en nuestra publicación de blog anterior, la mayoría de las hebras cuentan con 25 puntos por hebra”.

Renderización en cabellos largos & cortos

Los dos primeros puntos de cada hebra se muestran en rojo, los otros en verde. En este activo simulamos cada mechón de cabello, pero en la imagen de abajo usamos la representación de depuración solo en una pequeña cantidad de mechones para facilitar la lectura.

En conclusión con esta nueva tecnología a la vanguardia EA con su motor gráfico Frostbite piensa superar los desafíos técnicos, aumentar su calidad visual de los personajes y abrir la puerta a una sensación mucho más profunda de realismo e interacción con los personajes de sus videojuegos mientras al mismo tiempo mejoran el rendimiento de sus equipos de trabajo optimizando tiempo y acortando tareas y flujos para los creadores de contenido.

Autor: Jorge Andrés Olaya

Editor: Carlos Pinzón

Código: UCCG-10

Universidad: Universidad Central

Fuentes:

Jon Valdes y Robin Taillandier. (4 de Agosto de 2019). Frostbite Representación y simulación de cabello por simulación Parte-2. Frostbite: 
https://www.ea.com/frostbite/news/frostbite-hair-rendering-and-simulation-2.

Jon Valdes y Robin Taillandier. ( 21 de Mayo de 2019). Frostbite Representación y simulación de cabello por simulación Parte-1. Frostbite:
https://www.ea.com/frostbite/news/frostbite-hair-rendering-and-simulation.

Frostbite Engine. (2020). Frostbite:
https://www.ea.com/frostbite/engine.

Borja Ruete. (2019). EA muestra nuevas características de Frostbite para la próxima generación. AS:
https://as.com/meristation/2019/05/21/noticias/1558457747_898643.html.

Mikel Pernía. (28 de Mayo de 2019). Electronic Arts muestra la evolución de su motor gráfico Frostbite. SomosXbox:
https://www.somosxbox.com/electronic-arts-muestra-la-evolucion-de-su-motor-grafico-frostbite/820992.

Frostbite. (2019). Frostbite Representación y simulación de cabello por simulación Parte-2. [Imágen]. Frostbite: https://media.contentapi.ea.com/content/dam/eacom/frostbite/images/2019/08/haircards.png.adapt.crop16x9.1455w.png.

Frostbite. (2019). Frostbite Representación y simulación de cabello por simulación Parte-2. [Imágen]. Frostbite:
https://media.contentapi.ea.com/content/dam/eacom/frostbite/images/2019/08/hair-models.png.adapt.crop16x9.1455w.png. 

Electronic Arts.[Electronic Arts](2019, Mayo 20) Frostbite Hair Montage.[Video].Youtube.
https://youtu.be/qkQ-kR12kr4

Frostbite Engine. (2016). Frostbite Engine [Imágen].Frostbite Logo:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ab/Frostbite_logo.svg/1024px-Frostbite_logo.svg.png.

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