Как RUST LTD построила глубокую симуляцию огнестрельного оружия для H3VR2

Hot Dogs, Horseshoes & Hand Grenades 2 (H3VR2) — это самостоятельная VR-песочница с физикой огнестрельного оружия, построенная вокруг roguelike-режима на вылазках под названием Facility, а также полигона испытаний Challenges Range и самой коллекции песочницы. Вместо переноса оригинальной игры RUST LTD выбрала переписывание с нуля, открыв свежий проект на Unity, а не таща за собой десятилетие технического и дизайнерского долга. Почти шесть месяцев команда занималась чистой архитектурой и инструментами, прежде чем начать полное производство контента, исходя из того, что системы должны выдерживать пяти- или десятилетний поток добавления контента, и выросла до двадцати с лишним человек, работающих в пяти часовых поясах.

Симуляция строится на подаче в неё реальных данных. Команда начинает с классического исследования — настоящих книг и технической документации, — затем строит модели, которые сводят реальные данные к поведению, читающемуся правдоподобно, но при этом всё ещё работающему в игре. С учётом запланированных сотен стволов, патронов и материалов такой системный подход окупается дальше по цепочке: добавить новый патрон означает посмотреть массу пули и характеристики патрона, а не выдумывать магическое игровое число. На практике работа приближается к настоящему оружейному делу — такие величины, как жёсткость пружин, массы деталей и данные кривой давления патрона, вводятся напрямую, и огнестрельный ствол циклируется неправильно, если какое-то из этих значений неверно.

NVIDIA PhysX используется только для ограниченной части стека. Поскольку игровые физические движки плохо справляются с крошечными деталями, движущимися в локальной системе отсчёта, пока родительский объект несут или бросают, внутренние детали огнестрельного оружия работают в собственных симуляциях, которые фактически живут в своих отдельных вселенных, а силы и импульсы переводятся обратно в большее игровое пространство. На уровне игрового пространства физика используется более напрямую — персонажи Sosig действуют как вечные тряпичные куклы на физике. На малом масштабе симуляция деталей своя; на другом конце — баллистика и значительная часть системы агентов работают на отдельном слое, построенном на ECS для Unity и Burst.

ECS и Burst позволяют команде порождать огромное число баллистических сущностей для огнестрельного оружия, взрывов и других систем, что подняло качество, а не просто достигло исходной цели. Это даёт возможность более мелкой дискретизации подшагов для более точных столкновений, лучшего моделирования сопротивления воздуха и более высокого качества пробиваемости, когда пули переходят между материалами. Производительность с самого начала считалась первостепенной задачей: основная симуляция работает на ECS и Burst для CPU, тогда как сложные модели оружия съедают значительную часть кадрового бюджета, заставляя держать низкими число полигонов, объём текстурной памяти, пропускную способность и структуру окружения.

Переход на Unity 6.3 стал скачком по сравнению с оригиналом. Помимо приятных мелочей вроде вложенных префабов, самыми значимыми обновлениями стали производительность SRP Batcher, улучшения компиляции шейдеров и on-tile-постобработка. Компиляция шейдеров сократила большие uber-шейдеры на диске, а on-tile-постобработка позволила команде убрать написанный вручную проход HDR-тонмаппинга, который раньше запекался в шейдеры, потому что отдельный blit пост-эффекта был слишком затратен на автономном VR-железе. Общая стабильность редактора тоже имела значение, поскольку проект задействует много собственного инструментария.

Поддержание сотен механически разных стволов опирается на мощный инструментарий инспектора и работу с данными при авторстве. Пользовательские инспекторы — это нацеленные на расчёты, проверку и анализ инструменты, построенные именно под огнестрельное оружие, а сами ассеты становятся единственным источником истины для конфигурации. Odin Inspector здесь ключевой элемент: он позволяет каждому программисту писать пользовательские инспекторы почти без труда и скрывать примерно 95–98% настраиваемой поверхности огнестрельного оружия, не относящейся к конкретному стволу. Technie Collider Creator 2 также сэкономил сотни, если не тысячи, часов авторства физических оболочек, предпочитая примитивы и используя выпуклые меши только там, где это необходимо.