Разрушаемая среда в играх

В этой статье будут рассмотрены способы создания разрушаемых объектов для игр, их различия, преимущества и недостатки.

1. Предзаготовленная модель.

Часто в играх для создания разрушаемого предмета используется метод замещения модели. Для этого необходима специальная модель объекта, заранее разделенная на части, на которую заменяется исходная модель при коллизии.

• Преимущество этого метода в том, что он работает быстро и не требует дополнительных расчетов в процессе игры. 
• Первый недостаток заключается в том, что используя данный метод нельзя показать относительно небольшие разрушения, например, если воздействие силы было недостаточно сильным, чтобы сломать объект, или разрушение должно быть частичным.
• Кроме того, вне зависимости от коллизии разрушенный объект всегда будет выглядеть одинаково. Этот недостаток можно решить задавая разные вектора силы к частям модели, а также используя несколько заготовленных вариантов разрушения модели, но это потребует большого количества работы 3D модельера и проблема с частичным разрушением не решится.

Данный метод не подходит для создания реалистичных симуляций, однако может использоваться с некоторыми материалами, такими как безопасное стекло, для которых направление и место приложенной силы не важно. Также такой метод подойдет для разрушения составных объектов или в случаях, когда сила направлена изнутри предметов.

2. Системы частиц.

С помощью частиц можно продемонстрировать разрушение объекта на очень мелкие части и реализовать всевозможные спецэффекты. Этот метод самостоятельно не используется для визуализации разрушения предметов. Исключением, разумеется, являются какие-либо волшебные силы, под влиянием которых разрушаются либо исчезают объекты. Кроме этого с помощью систем частиц можно дополнять другие методы разрушения объектов, для более реалистичных результатов.

3. Процедурное разрушение.

Наиболее реалистичным и соответственно технически сложным методом является процедурное разрушение. Этот метод состоит в создании библиотеки разрушаемых материалов. Различные материалы могут иметь одинаковые паттерны разрушения, различные объекты могут иметь одинаковые материалы, таким образом после создания библиотеки разрушаемых материалов достаточно использовать материалы на объектах для создания разрушаемой среды.

Вид воздействия:

В зависимости от силы, которая применяется к разрушаемому предмету, меняется паттерн разрушения. На это влияют размеры объекта, размеры плоскости и угол коллизии. 

Сила воздействия:

Величина силы воздействия также влияет на паттерн разрушения. Слабое воздействие может только создать поверхностные разрушение, такие как трещины, царапины и сколы. Чем оно сильнее, тем больше количество частей, на которые ломаются объекты.

При использовании метод процедурного разрушения необходимо помнить, что не любое воздействие приводит к разрушению, так как некоторые объекты, как например, металлические проволоки имеют время, когда они деформируются перед тем как сломаться, а другие объекты при деформации могут принять какую-то форму, а при прекращении воздействия на них вернуться в прежнее состояние. 

• Преимуществами такого подхода, как было упомянуто ранее, являются реалистичность и разнообразие возможностей применения метода. 
• Основным недостатком подхода является его сложность. Для создания библиотеки материалов требуется большое количество времени и знаний программиста, а также тесное сотрудничество с художниками и экспертами по материалам для достижения реалистичного результата. 
• В real-time разрушении такой метод может потребовать больших вычислительных мощностей, чем методы упомянутые ранее.
• При процедурном разрушении объектов необходимо уделять особое внимание текстурам объектов, так как при разрушении объекта создается большое количество новых полигонов без соответствующих UV-координат, и для некоторых объектов использование той же текстуры, которая накладывалась на объект изначально не будет выглядеть естественно.

Заключение

Создание разрушаемой игровой среды требует большого количества знаний и времени. Для создания наиболее реалистичной среды необходимо комбинировать представленные методы, основываясь на необходимых свойствах материалов и требований к игре.