LOD || Otimização para jogos 3D

LOD é uma das diversas técnicas de otimização para jogos, especialmente 3D.

E que visam melhorar a performance do jogo para diferentes hardwares.

E nesse artigo vamos explorar mais a fundo como funciona na pratica a aplicação de LOD em jogos.

LOD: O que é essa técnica ?

Level of Detail (LOD), é usado para ajustar a quantidade de detalhes renderizados em objetos, dependendo da distância do jogador.

Pois, quando um objeto está longe, ele é renderizado com menos detalhes e texturas.

E à medida que nos aproximamos, mais detalhes são adicionados.

E assim, é possível equilibrar a qualidade visual com o desempenho do jogo, mantendo uma experiência realista e imersiva.

Mas, a renderização de gráficos 3D detalhados em tempo real é “pesado”.

E consumem muito processamento da CPU e GPU, causando grandes quedas de performance do game.

E sofrem quedas de Fps, atrasos de captura de inputs e problemas de desempenho geral.

Porém, o LOD é fundamental para garantir que os jogos executem da mesma maneira em diferentes plataformas.

A ilusão da distância

Conforme os jogadores exploram os jogos, o LOD faz a transição suave entre diferentes níveis de detalhes dos modelos.

E isso significa que o jogador não notará abruptas mudanças visuais, conforme objetos se aproximam ou se afastam.

E sem esse tipo de técnica, mapas gigantescos como em GTA 5, seriam impossíveis de serem carregados.

Porém, para se criar um LOD, primeiramente se cria diferentes modelos 3D de objetos com varios níveis de detalhes.

E esses modelos são armazenados em uma hierarquia LOD, onde o nível de detalhe é ajustado wdurante a renderização.

E assim que é definido essa hierarquia, uma lógica via script pode ser criada.

Pois, ela irá calcular a distância do jogador, e definir qual o modelo mais adequado a ser renderizado.

E um dos desafios na implementação, é garantir transições suaves entre diferentes níveis de detalhe.

E à medida que o jogador se move pelo ambiente, evitando saltos abruptos que possam ser perceptíveis.

Porém, para isso é possível usar técnicas de cross-fading de texturas, interpolação de geometria.

E algumas situações fogs e efeitos visuais podem ajudar a disfarçar.

Polígonos e textura

Modelos 3D são feitos através da manipulação de Polígonos, quanto mais polígonos, mais realista se torna o objeto.

Mas, em contrapartida, cada polígono adicionado requer mais e mais processamento do sistema.

E na técnica LOD o mesmo personagem pode ter até 3 variações de modelagem.

E obviamente fazer isso para o jogo todo ficaria inviável, e portanto, cenários se usam outras técnicas.

Pois, normalmente cenário trazem mais opções de otimização, podendo sim fazer uso de LOD.

Mas não é vantagem trocar o asset do modelo do cenário em si.

E aqui, conforme a distância, é feita a troca apenas da qualidade da textura.

E isso já reduz o detalhamento, podendo chegar a apenas uma cor chapada.

Pois, assim para suavizar a queda desse detalhamento é adicionado diversos efeitos visuais como fogs, por exemplo.

As técnicas de otimização servem apenas para otimizar, e apesar de poderosas, não consertam um jogo mal codificado.

E portanto estude as melhores práticas de programação, organização de projetos, Level design, etc.

E principalmente combine com outras técnicas de otimização para extrair mais resultado com Occlusion Culling, Sprite Atlas, entre outras.