Selección de LOD de malla e impostores según el error visible

Optimizar lo que llega a la imagen

El nivel de detalle (LOD, por sus siglas en inglés) cambia la representación de un objeto a medida que varía su importancia visible. La geometría lejana suele necesitar menos triángulos, pero el número de triángulos por sí solo no refleja los errores de silueta, de material ni de animación. Una implementación original de renderizado de multitudes ilustra elecciones de LOD por instancia que también afectan al trabajo de animación. [3]

Define el error aceptable a partir de vistas reales del juego. El contorno de un punto de referencia lejano puede importar más que una superficie cercana oculta, aunque ambas mallas tengan cantidades similares de geometría.

Comparar representaciones y error

La simplificación de mallas reduce la geometría según un error objetivo. La documentación de meshoptimizer explica que la topología o los límites de error pueden impedir alcanzar el número de triángulos solicitado. [1] Conviene tratar el resultado obtenido como algo que hay que inspeccionar, y no solo como un porcentaje que se acepta sin más.

Un impostor sustituye la geometría detallada por datos basados en imágenes. Las tarjetas (cards) tradicionales tienen limitaciones que dependen del punto de vista; los impostores más elaborados reconstruyen profundidad o intersecciones, pero aumentan el trabajo por píxel. [2] La decisión consiste, por tanto, en equilibrar el procesamiento de geometría frente al almacenamiento de texturas, el overdraw y el sombreado.

Un ejemplo de tamaño en pantalla

Tomemos, como ilustración, un objeto de 2 metros de alto visto de frente, a una profundidad de 20 metros en el espacio de cámara, con una vista de 1080 píxeles de alto y un campo de visión vertical de 60 grados: la altura proyectada es de aproximadamente 93.5 píxeles. A 40 metros, pasa a ser de aproximadamente 46.8 píxeles. El cálculo usa proyección en perspectiva, con la orientación y el campo de visión sin cambios.

Prueba a cambiar a una representación más burda por debajo de 50 píxeles y a volver a la más fina por encima de 60 píxeles. Esta banda de histéresis de ejemplo evita cambios repetidos alrededor de un único umbral. Los valores son ajustes propuestos para la prueba, no valores por defecto de ningún motor. Un campo de visión o una resolución distintos exigen volver a evaluarlos.

Revisar las transiciones como una secuencia

Genera LOD candidatos y compara sus siluetas, la distorsión de UV, las normales y los límites entre materiales. Recorre cada transición en ambos sentidos y después rota la cámara alrededor del recurso. Comprueba también las vistas de sombras y de reflejos, además de la imagen principal.

Si usas fundidos cruzados (cross-fades) o dithering, mide el coste de su solapamiento e inspecciona su interacción con el antialiasing temporal. En el caso de los impostores, inspecciona los cambios de ángulo de visión, la profundidad aparente, la coherencia de la iluminación y los bordes alfa. Incluye una multitud de instancias para que las transiciones simultáneas revelen el trabajo en el peor caso y no solo el coste de un único objeto.

Conservar el beneficio real

Una malla reducida con el mismo material costoso puede seguir limitada por el sombreado. Las tarjetas de impostor grandes pueden sustituir el trabajo de triángulos por un procesamiento considerable de píxeles vacíos. No des por hecho que gana la representación con menos vértices.

Registra el coste medido por fotograma junto con la aceptación visual y el almacenamiento. Mantén coordinados la colisión, la identidad de juego y la representación de render, sin exigir que la geometría sea idéntica. Vuelve a revisar los umbrales cuando cambien el comportamiento de la cámara, la resolución de salida o los materiales del recurso.

Fuentes

• [1] meshoptimizer simplification documentation — Arseny Kapoulkine and meshoptimizer contributors.
• [2] True Impostors — Eric Risser; NVIDIA GPU Gems 3.
• [3] Animated Crowd Rendering — Bryan Dudash, NVIDIA.