Environment là một trong những yếu tố quan trọng quyết định không khí của game. Bối cảnh tự nhiên như không gian thực, tuyệt đẹp khiến người chơi đắm chìm vào tình huống trong game. Để các artist có thể tạo ra enviroment trong game hiệu quả và tinh xảo hơn, Team Enviroment Scan của NC đã không ngừng phát triển công nghệ biến đổi các sự vật và địa điểm thành dữ liệu scan 3D chất lượng cao.
Vào tháng 6 năm nay, Team Enviroment Scan đã đưa vào sử dụng thiết bị scan 3D mới nhất – ‘LiDAR’, lần đầu tiên được sử dụng ở một công ty game trong nước. LiDAR sử dụng tia laser, có thể scan một cách chính xác nhiều khu vực hơn với phạm vi rộng hơn. Chúng tôi sẽ nói rõ hơn về thiết bị cũng như tầm nhìn và hiệu quả mà Team Enviroment Scan mong đợi ở việc đưa LiDAR vào sử dụng.
Một thế giới trong game rộng lớn hơn, tinh xảo hơn
Người chơi tận hưởng cảm giác tự do bơi lội trong thế giới tưởng tượng thông qua phông cảnh trong game. Môi trường được khắc họa tinh xảo giúp người chơi hoàn toàn đắm chìm vào thế giới quan của game. Và để các artist sản xuất nên tất cả các yếu tố môi trường cần thiết là việc không hề dễ dàng. Dù chỉ là một ngôi làng, artist cũng cần rất nhiều thời gian và công sức để tự tay mình tạo ra những thứ như chất liệu và hình dáng của sàn nhà, cửa tiệm, đèn đường và quảng trường,…
Tuy nhiên, với dữ liệu scan thì lại là một câu chuyện khác. Khi quét đối tượng thực bằng thiết bị scan, dữ liệu thu được có thể chuyển đổi thành các 3D object sử dụng được trong digital. Các artist có thể sử dụng những dữ liệu đó nguyên gốc hoặc chỉnh sửa theo ý muốn tùy theo mục đích sử dụng. Vì vậy dữ liệu scan giúp tiết kiệm công sức rất nhiều so với việc tạo ra từng thứ một, từ những thứ nhỏ nhất cho đến những thứ to lớn từ một tờ giấy trắng.
NC có một team Environment Scan chuyên thu thập và ứng dụng dữ liệu scan để sản xuất các asset môi trường. Team chịu trách nhiệm scan nhiều đối tượng khác nhau, từ những vật dụng nhỏ cho đến những công trình kiến trúc và thậm chí cả phong cảnh thiên nhiên. Tất nhiên để tạo ra được dữ liệu tốt, các thành viên trong team cũng phải tìm kiếm địa điểm, xử lý hậu kỳ dữ liệu thu được và cung cấp dữ liệu cho các artist. Gần đây, team đã đưa thiết bị scan môi trường – ‘LiDAR’ vào sử dụng, lần đầu tiên ‘LiDAR’ được sử dụng ở một công ty game trong nước, giúp đẩy nhanh quá trình tạo ra dữ liệu scan 3D chất lượng cao và chuyên nghiệp.
LiDAR – Thiết bị quét 3D băng thông rộng dựa trên đo đạc thực tế
LiDAR, một thiết bị không thể thiếu trong việc scan 3D, mô phỏng nguyên gốc địa điểm thực tế. Đối với các thiết bị khác không phải LiDAR, đối tượng càng lớn thì càng khó quét chính xác. Không chỉ vậy, chúng còn tiêu tốn rất nhiều thời gian, chẳng hạn như quét bằng thiết bị khác mất một tháng thì với LiDAR chỉ mất một ngày. Đối tượng được scan bao gồm nhiều chất liệu khác nhau, và không dễ để xây dựng một hệ thống quay chụp phù hợp với đặc điểm của từng thứ một.
Mặt khác, LiDAR quét các đối tượng hiệu quả và chính xác hơn. Đó là nhờ vào phương pháp quét phát ra laser có tốc độ quét 1.000.000 điểm mỗi giây, sau đó thị giác hóa bằng 3D Modeling thông tin thu được qua bề mặt của vật thể. Nhờ vậy có thể xây dựng một hệ thống quay chụp giúp nắm bắt chính xác các đặc điểm và kết cấu của chất liệu.
LiDAR có thể quét từ xa với băng thông rộng lên đến 1km, vì vậy nó có thể scan các khu vực mà con người không thể tiếp cận. Ngoài ra, nó còn có thể quét tất cả các yếu tố môi trường dựa trên các phép đo đạc thực tế và dữ liệu hóa 3D modeling chính xác hơn. Nhờ có LiDAR mà team Environment Scan có thể cung cấp cho các artist dữ liệu chất lượng cao, nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Thế hệ kế tiếp của chất lượng Game Environment nhờ vào chuyên môn và năng lực kỹ thuật
Việc scan môi trường chủ yếu được thực hiện ngoài trời, đòi hỏi trình độ chuyên môn cao và nhiều kỹ năng đặc biệt. Lý do là vì mỗi khi có những thay đổi lớn phụ thuộc vào môi trường như nhiệt độ, thời tiết, gió,… thì phải thay cả thiết bị chụp và phương pháp chụp. Team Evironment Scan của NC tuyển chọn những thành viên đầy tài năng, đã theo học chuyên ngành nhiếp ảnh, những người đã tham gia scan các tài sản văn hóa ở nước ngoài. Đồng thời chúng tôi cũng không ngừng trau dồi chuyên môn và năng lực kỹ thuật của mình, chẳng hạn như các thành viên cố gắng lấy được chứng chỉ quốc gia về máy bay không người lái (drone) chuyên nghiệp để nâng cao chuyên môn về mapping trên không. Kết quả là các thành viên có thêm những kỹ thuật vượt trội như phương pháp tận dụng ánh sáng và chụp phân cực chéo* ngoài trời.
*Kỹ thuật chụp phân cực chéo: kỹ thuật bước sóng của ánh sáng ngang giao với bước sóng của ánh sáng dọc, loại bỏ phản xạ khuếch tán và ghi lại màu sắc đặc trưng của vật thể.
Ngoài việc đưa các thiết bị mới như LiDAR vào sử dụng, Team Environment Scan của NC cũng là một đội ngũ tiên phong về công nghệ trong số rất nhiều công ty game không chỉ ở Hàn Quốc mà còn trên toàn thế giới, nhờ vào việc tuyển dụng các chuyên gia giàu kinh nghiệm và không ngừng đầu tư phát triển công nghệ. Team luôn theo dõi tin tức về sử dụng scan trong lĩnh vực game, các hội nghị và bài báo liên quan đến scan trong và ngoài nước. Team luôn cập nhật các công nghệ, thiết bị mới, và liên tục tìm tòi, thử nghiệm để phát triển và sử dụng các công nghệ tốt hơn. Nhờ vậy, sau khi đưa LiDAR vào sử dụng, Team Environment Scan đã tổng hợp được rất nhiều dữ liệu scan sử dụng trong nhiều chương trình. Ngoài ra, team đang có kế hoạch đưa vào sử dụng một chiếc máy bay không người lái (drone) có khả năng chụp ảnh độ phân giải cao ở chế độ full frame trong năm nay. Ngoài ra, sau khi thử nghiệm nội bộ, team cũng có kế hoạch cung cấp dữ liệu mapping trên không với chất lượng cao trong năm tới.
Team Environment Scan không quản ngại đường xa để tìm đối tượng scan mong muốn. Để đi tìm những loại cây phát triển tốt ở khu vực ấm áp, hiếm thấy ở Hàn Quốc, các thành viên đã lặn lội đến đảo Wando và đảo Jeju. Team cũng rong ruổi qua 21 con đường vòng quanh núi Jirisan và các vùng núi của Gangwon-do để đi tìm một con dốc không có cỏ. Với những nỗ lực này đi kèm với những trang thiết bị tốt nhất, NC có công nghệ scan môi trường chất lượng cao hơn bất kỳ công ty game nào khác tại Hàn Quốc.
Quy trình scan môi trường 3D biến hiện thực thành kỹ thuật số
Team Environment Scan, với sự tín nhiệm từ phía phòng phát triển, đang tích cực tiến hành scan ứng dụng LiDAR. Việc scan đòi hỏi rất nhiều sự tỉ mỉ và chi tiết. Nói cách khác, phải kết hợp chuyên môn và kỹ năng đặc biệt, nỗ lực tìm kiếm đối tượng phù hợp cùng với các thiết bị tân tiến như LiDAR và drone phải được kết hợp chặt chẽ với nhau.
Chọn địa điểm chụp phù hợp
Để scan, trước tiên team phải thuê một địa điểm chụp phù hợp với kế hoạch và concept của game. Gần đây, khi nhận được yêu cầu từ team phát triển muốn environment là một ngôi nhà tranh hoang vắng, team đã tìm kiếm đến Jeolla Jwasuyeong. Lúc này, nên tránh những nơi không có đủ không gian, những khu vực nguy hiểm, hoặc những nơi không phù hợp về mặt môi trường (thời tiết, hướng nắng,…). Ngoài ra, nếu đang cần sản xuất asset một tòa nhà, thì phải chụp được tất cả các mặt của tòa nhà. Nếu không gian chụp không đảm bảo do các yếu tố như các tòa nhà lân cận và các yếu tố môi trường thì sẽ không thể chụp được.
Scan Environment bằng thiết bị LiDAR
Sau khi xem xét các yếu tố khác nhau và xác định vị trí chụp, quá trình scan LiDAR sẽ bắt đầu. LiDAR không chỉ cố định ở một chỗ, nó di chuyển ở nhiều góc độ khác nhau và quét kỹ lưỡng theo mọi hướng. Thường mất khoảng 10 phút để chạy một lần quét ở một nơi, nhưng số lượng quét tăng lên tùy thuộc vào kích thước và độ phức tạp của đối tượng mục tiêu. Ví dụ, một ngôi nhà tranh phải scan ở nhiều góc để nó có thể quét các mái hiên, hai bên và phía sau mà tia laser không thể chiếu tới.
Quay chụp bằng camera thường và Mapping trên không bằng máy bay không người lái
Khi quét môi trường, cũng quan trọng như LiDAR chính là máy bay không người lái. Những dữ liệu không thể lấy được bằng LiDAR sẽ được bổ sung bằng công nghệ mapping trên không bằng drone hoặc bằng máy ảnh thường. Những nơi tia laser không thể chiếu tới như mái nhà,… được chụp từ trên không bằng cách đặt điểm tham chiếu và điều khiển một máy bay không người lái, và các vật thể như khe hở cột và tay nắm cửa được chụp chi tiết bằng máy ảnh thông thường.
Công tác xử lý hậu kỳ
Dữ liệu được quét từ nhiều góc độ khác nhau, ban đầu là các điểm tập hợp giống như một đám mây, tạo thành point cloud (đám mây điểm). Team Environment Scan kết hợp từng điểm một thành một dữ liệu scan duy nhất bằng phần mềm xử lý point cloud ‘Leica Cyclone’*. Khi dữ liệu được kết hợp, ‘Color Check’ được sử dụng để hiệu chỉnh các giá trị phơi sáng, độ ấm màu và giá trị màu để biểu hiện được màu sắc một cách chính xác.
*Phần mềm xử lý hậu kỳ cung cấp nhiều tùy chọn xử lý cho các dự án scan laser 3D
Khi Team Environment Scan thực hiện công việc, team thường chụp bằng kỹ thuật phân cực chéo để giảm phản xạ trên vật thể và tái hiện được texture chính xác nhất. Khi chụp bằng kỹ thuật phân cực chéo, thì không cần chỉnh sửa nhiều. Tuy nhiên, khi tạo những asset không chụp được bằng phân cực chéo, thì team phải chỉnh sửa các giá trị phản xạ và shadow thông qua delighting*, và chỉnh sửa các giá trị màu không giống với texture và tạo ‘Albedo’ texture. Dữ liệu scan cuối cùng sau khi chỉnh sửa hoàn chỉnh thì sẽ được chia sẻ với các artist trong công ty để sử dụng.
* delighting: công đoạn loại bỏ ánh sáng
**Albedo texture: texture chỉ chứa thông tin màu sắc
Việc sử dụng các kết quả scan thu được từ LiDAR, không chỉ giảm thời gian cho công đoạn định hình và khảo cứu concept mà còn tiết kiệm thời gian sản xuất game. Ưu điểm lớn nhất của LiDAR là có thể tái hiện thực tế với chất lượng cực kỳ cao. Tất nhiên cũng cần rất nhiều thời gian để nâng cao chất lượng đồ họa, nhưng sẽ nhanh hơn nhiều khi ứng dụng dữ liệu scan.
LiDAR có khả năng quét các khu vực rộng lớn một cách nhanh chóng dựa trên các phép đo thực tế, nên sẽ vô cùng hữu ích không chỉ đối với thế hệ game AAA tiếp theo mà còn áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác như metaverse. Ngoài ra, LiDAR cũng có thể dễ dàng scan được các vật dụng cầu kỳ, độc đáo, các công trình tuyệt đẹp mang dấu ấn đặc trưng, những phong cảnh đậm tính nghệ thuật như thể được nhào nặn nên bởi bàn tay của những vị thần và Mẹ thiên nhiên. Nhờ vậy, các nhà phát triển game cũng có được nguồn cảm hứng từ dữ liệu scan và xây dựng được nhiều sắc thái dữ liệu đa dạng ứng dụng trong game.
Có 3 tầm nhìn tương lai mà Team Environment Scan muốn hướng đến. Đầu tiên, là xây dựng một thư viện scan (library scan) mang màu sắc và cá tính riêng của NC. Chúng tôi muốn tạo nên một thư viện như một rương báu chứa đầy những vật phẩm quý giá.
Thứ hai là cung cấp môi trường đậm chất nghệ thuật, đẹp mắt cho game, những yếu tố môi trường này sẽ tỏa sáng và truyền cảm hứng cho người chơi cũng như những nhà phát triển. Bên cạnh đó, chúng tôi muốn giảm tải những công việc thủ công không cần thiết, để các artist có thể tự do bay bổng tưởng tượng và sáng tạo.
Thứ ba là xây dựng pipeline cho environment scan & pre-visualization để có thể cộng tác với nhau nhanh chóng và hiệu quả, tạo ra môi trường nơi có thể sử dụng dữ liệu scan chất lượng cao một cách dễ dàng hơn. Team Environment Scan là một trụ cột quan trọng trong quy trình sản xuất và là một đội hỗ trợ vững chắc cho team phát triển. Các thành viên trong Team Environment Scan quyết tâm đi mọi nơi, dù tận cùng trái đất, để lấy được những dữ liệu scan cần thiết.
NC là công ty đầu tiên trong số các công ty phát triển game tại Hàn Quốc tiên phong trong việc ứng dụng LiDAR và drone vào việc scan environment. Điều đó cũng cho thấy environment scan vẫn còn là một lĩnh vực lạ lẫm. Vì vậy, Team Environment Scan sẽ nỗ lực không ngừng nghỉ để một ngày nào đó thuật ngữ ‘Environment Scan’ vốn dĩ xa lạ với mọi người trở thành một điều quen thuộc.
