In diesem Teil der Serie spreche ich über die grafischen Updates, die wir an Star Trek Online vornehmen, wenn wir das Spiel auf der PS4 und der Xbox One veröffentlichen. Verzögerte Schattierung gibt uns die Möglichkeit, mehr Lichter als zuvor zu verwenden. Lichtsonden fügen einen kleinen, aber mächtigen Funken Realismus zur Umgebung hinzu, indem sie Licht zurückwerfen und genauere Reflektionen ermöglichen. Nun möchte ich euch ein wenig darüber erzählen, wie wir diese Verbesserungen entwickelt haben und euch die Ergebnisse zeigen.

Lasst uns mit der Beleuchtung beginnen und damit, wie wir die Beleuchtung eines Spiels mit über 1.000 Umgebungen neu ausleuchten wollten! Die einfachste Herangehensweise ist immer der beste Anfang. Wir haben damit begonnen, die bestehende Beleuchtung mit Verzögerter Schattierung zu versehen. Verzögerte Schattierung ist ein Code-Switch, der für das Projekt an- oder ausgeschaltet werden kann. Da wir die bestehende Beleuchtung von STO recht einfach mit Verzögerter Schattierung versehen konnten, haben wir damit angefangen.

Wir haben Verzögerte Schattierung eingeschaltet, damit wir den Effekt sehen konnten. Die Ergebnisse waren in einigen Bereichen gut, in anderen weniger. Es gibt im Wesentlichen drei verschiedene Umgebungsarten in STO: Raum, Boden (Innen) und Boden (Außen). Da Raum und Boden (Außen) ähnliche Lichtszenarien verwenden – normalerweise eine einzige Lichtquelle, wie ein Stern – haben sie recht schnell funktioniert. Auf den Bodenkarten (Innen) hatten wir leider nicht so viel Glück.

Das alte Beleuchtungssystem verwendet eine Kombination von Hauptlichtern, die einen Schatten werfen und Materialeigenschaften beeinflussen können, und Vertexlichtern, welche die Geometrie der Landschaft einfärben. Hauptlichter müssen sparsam eingesetzt werden, weil sie teuer sind. Das bedeutet, dass viele Vertexlichter verwendet werden. Hauptlichter sind außerdem sehr genau. Wenn ihr eine kreisförmige Lichtquelle im Spiel seht, dann ist es ein Hauptlicht. Vertexlichter wiederum, brauchen Geometrie, um zu funktionieren. Künstler verwenden sie, um Vertexfarben und -werte an Eckpunkten um die Umgebung herum zu platzieren. Als wir alle Vertexlichter in Hauptlichter umwandelten, tauchten in der ganzen Welt Scheinwerferkreise auf! Nicht der Effekt, den wir uns erhofft hatten.

Wir benötigten einen anderen Weg, die Innenkarten zu beleuchten. Zum Glück haben wir die Innenräume von STO moderat gebaut. Die meisten dieser Karten bestehen aus einzelnen Stücken, wie Gänge, Wände und Flure, die zusammen die Räume und Verbindungshallen erzeugen. Wir nennen diese Umgebungskits. Kits beinhalten außerdem alle Eigenschaften für die Umgebung. Möbel, Computerkonsolen, Warpkerne etc. Wir beschlossen, die Kits zu beleuchten, damit diese dann das Licht an die Umgebung weiterreichen können.

Aber es gibt eine Menge Kits! Kits für die Romulaner, die Klingonen, die Föderation, es gibt für jede Spezies im Spiel ein Kit. Einige Kits enthalten hunderte von Objekten. Diese alle zu beleuchten ist eine zeitaufwändige Aufgabe. Es kann Tage dauern, ein Kit fertigzustellen, und danach folgt schon das nächste. Während der Beleuchtung der Kits haben wir uns gerne mal die Kopfhörer aufgesetzt!

Da wir nun wussten, wie wir das Licht in die Umgebung bekommen, mussten wir noch herausfinden, wie wir die Lichtsonden einbauen konnten. Lichtsonden sind eine Kombination aus zwei Dingen: Zerstreuende Sonden erzeugen zurückgeworfenes Licht und spiegelnde Sonden erzeugen Reflektionen. In einem Spiel kann es tausende zerstreuende Sonden geben. Spiegelnde Sonden hingegen erzeugen Texturen und werden daher nur sparsam eingesetzt. Wir hatten weder die Zeit noch die Absicht, die Sonden per Hand in jedes Level zu platzieren. Das würde ein komplettes Team für mehrere Monate lang beschäftigen und aus ihnen am Ende der Arbeit Zombies gemacht haben.

Wir brauchten einen automatisierten Vorgang, daher haben wir dafür ein Tool entworfen. Hier kamen wieder die drei verschiedenen Umgebungsarten ins Spiel und jede davon würde ihre eigene Lösung benötigen. Die einfachste Herangehensweise, einen Raum mit Sonden zu füllen, ist ihn mit zerstreuenden Sonden zu füllen und eine spiegelnde Sonde in die Mitte zu setzen. Dadurch wurden die Raumkarten recht einfach. All unsere Raumkarten sind wie große Kisten, teilweise wirklich große Kisten. Eine Kiste mit Sonden zu füllen ist ziemlich einfach! Einige unserer ersten Tests für Raumkarten füllten diese mit tausenden von spiegelnden Sonden, aber unser Budget lies nur 32 zu – ups. Haben wir angepasst!

Danach waren die Innenräume an der Reihe. Kitteile sind fast wie Kisten, aber sie können auch recht unregelmäßig sein. Diese waren schon etwas herausfordernder. Glücklicherweise muss das Dev-Team für die Engine Raumwerte um alle Spielräume bauen, damit sie als Räume erkannt werden. Wir beschlossen die Raumwerte zu verwenden und nach mehreren Tests und Durchläufen hatten wir die Innenkarten im Kasten.

Zum Schluss waren noch die Außenräume übrig. Diese waren am schwierigsten, weil sie oft ein Gelände besitzen. Die Herausforderung bei einem Gelände ist seine Unebenheit. Gewöhnliche Gitter mit Sonden sind eben. Wenn eine Sonde unter dem Gelände landet, dann macht sie die Beleuchtung kaputt. Das gleiche gilt für Innenräume. Wenn eine Sonde außerhalb der Welt landet, dann könnte sie den Himmel nachahmen und den Innenraum blau färben. Wir nutzen unsere Zeit lieber für die Beleuchtung als das Beheben von Bugs.

Wir haben damit begonnen, das Sondengitter in der Luft aufzuhängen und es langsam herabzulassen, bis es auf ein Hindernis gestoßen ist. Dann haben wir andere Schichten darüber gelegt, um ein vierflächiges Netz zu erhalten, das alle Objekte der Spielwelt erfasst. Danach sucht das Tool nach Räumen und füllt es mit Sonden. Das Tool gewährt Künstlern Kontrolle über innere Grenzen, horizontale und vertikale Räume, und eine einfache Entfernung für alle verschiedenen Umgebungsarten.

Mit den Kits und der Umgebung hinter uns, waren die nächsten Schritte, die individuellen Karten zu prüfen, Probleme zu finden und etwas Feinschliff anzusetzen (einschließlich manueller Anpassung der Beleuchtung und Sondenplatzierung). Es hat Monate gedauert, den Vorgang zu entwickeln, die Tools zu schreiben und die Kits zu beleuchten. Nun befinden wir uns in der Feinschliffphase und wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Wie ich schon sagte, die Auswirkungen unserer Grafikverbesserungen reichen von subtil bis sehr drastisch. Letztendlich erreichen wir unser Ziel, ein schöneres Spiel und ein glaubhafteres Spielerlebnis für jeden Spieler von Star Trek Online zu bieten, egal auf welchem System er spielt.

Dies ist nur der Anfang. Wir haben die letzten Monate damit verbracht, die Beleuchtung des Spiels zu überarbeiten, aber ab jetzt verfügen die Künstler über alle neuen Tools, die sie für die Erstellung neuer Umgebungen benötigen. Dadurch werden sie Umgebungen auf ganz neue Weise erstellen und ich bin mir sicher, dass ihr in der Zukunft noch großartige Arbeit vom STO-Team erwarten könnt.

Jeremy Mattson
Principal Artist
Star Trek Online

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