Norrköping 2009-05-25 Linköpings Universitet Skapande av en modifikation till Crysis Projektrapport av Jimmy Liikala, jimli570@student.liu.se Johannes Ullström, johul223@student.liu.se Toms Vulfs, tomvu591@student.liu.se Emanuel Winblad, emawi895@student.liu.se
1. Inledning Projektets syfte var att skapa en verklighetsbaserad och interaktiv miljö till datorspelet Crysis. Den miljö som valdes som förlaga var nybyggnationen av Kåkenhus på Campus Norrköping. I miljön skulle även den del av Motala Ström som passerar Kåkenhus ingå. Projektets syfte valdes utifrån projektdeltagarnas önskemål. Det fanns önskemål om att få arbeta med Autodesk 3D Studio Max, för att göra sig välbekanta med verktyget, men att samtidigt skapa en miljö som det var möjligt att vandra runt i. Istället för att välja en helt fiktiv miljö, ansågs det tillföra projektet ytterligare att utgå från en välkänd miljö. Nybyggnationen av Kåkenhus är en miljö som både projektdeltagarna och många av de som ska få ta del av projektet, vistas i dagligen. Det var denna kännedom om förlagan till miljön som gjorde att valet föll på Nya Kåkenhus. 2. Metoder En mängd olika tekniker har använts tillsammans för att åstadkomma ett gott slutresultat. De allra flesta syftar till att, på ett eller annat sätt, med en dator skapa 3D-modeller av byggnader och föremål. Teknikerna beskrivs mer ingående nedan, under punkterna 3.1-3.5. De programvaror som användes var: Autodesk 3D Studio Max Autodesk Autocad Google Sketchup Google Earth Adobe Photoshop CryTek CryEngine Sandbox Modellering av objekt/byggnader Sammanföring i Sandbox Färdig bana i spelet Crysis Google Sketchup Autodesk 3D Studio Max CryTek CryEngine Sandbox CryTek Crysis Foton och mått Ritningar Bild 1: Illustration över arbetsgången. CryTek CryEngine Sandbox är speltillverkaren CryTeks officiella editor för att modifiera banor och miljöer i spelmotorn CryEngine. De problem som uppstått med de olika programvarorna har oftast lösts genom att söka kunskap på Internet. För de problem som mer specifikt rört CryEngine Sandbox har lösningar sökts och efterfrågats på forumet CryMod, vilket är speltillverkaren CryTeks officiella portal för modifikationer av spelet. 3. Skapande av en modifikation till Crysis 3.1 Insamling av underlag 3.1.1 Foton och mått Innan någon modellering kunde påbörjas samlades underlag i form av foton in. Dessa togs med systemkamera, i relativt hög upplösning och ur flera olika vinklar. I samband med fotograferingen mättes även objekten för att kunna skapa skalenliga modeller med hjälp av 3D-modelleringsprogramvara (se 3.2.1). 3.1.2 Ritningar Kontakt togs med Akademiska Hus, vilka försåg gruppen med plan- och fasadritningar över Kåkenhus. Ritningarna användes sedan för att enklare och med större precision kunna modellera väggar och fönster i Nya Kåkenhus. 1
3.2 Modellering Modelleringen genomfördes i både 3D Studio Max och Google Sketchup. Den sistnämnda programvarans enkelhet vid arbete med geometriskt sett enkla objekt, exempelvis hus, gjorde att valet föll på just Google Sketchup när själva huset skulle skapas. För objekt såsom möbler, dörrar, fönster och liknande användes dock mestadels 3D Studio Max. 3.2.1 Modellering av objekt De allra flesta objekten till interiören av Kåkenhus bland annat möblemang, dörrar, låsknappar och andra detaljer Bild 2: Foto av stol (t.v) samt modellerad stol utifrån foto. modellerades i 3D Studio Max. Som förlagor användes de referensbilder som tagits inuti byggnaden. För vissa av objekten skapades grunden i Google Sketchup, varefter export till 3D Studio Max gjordes. I 3D Studio Max färdigställdes sedan objekten. Vissa problem uppstod vid exporten från Sketchup, men Bild 3: Foto av barstol (t.v) samt modellerad barstol utifrån foto. kunde avhjälpas genom att testa olika kombinationer av inställningar och tolka de felmeddelanden som gavs. För att spelmotorn skulle klara av att hantera objekten, krävdes det att varje föremål var ett enda objekt i 3D Studio Max. Genom att konvertera alla delobjekt till en Editable Poly eller ett Editable Mesh, kunde verktygen collapse och attach användas för att förena olika delobjekt till ett. Olika modelleringsmetoder användes och kombinerades för att skapa objekten. För vissa objekt var det enklast att utgå från kurvor och för andra användes primitiva objekt, såsom boxar, cylindrar, sfärer etc., som sedan modifierades. För att spelmotorn skulle kunna hantera materialen för ett objekt, var alla de olika material som användes på objektet tvungna att ingå i ett och samma material av typen Multi/Sub- Object. Varje polygon av objektet tilldelades därefter det material-id som skulle användas på just den polygonen. Det lades även energi på att försöka åstadkomma fullgoda modeller med ett så lågt polygonantal som möjligt, för att inte belasta spelmotorn orimligt mycket. 3.2.2 Modellering av byggnader Till skillnad från objekten ovan (3.2.1), som skapades i 3D Studio Max, modellerades själva byggnaden (väggar o. dyl.) mestadels i Google Sketchup. Som grundmaterial användes tidigare nämnda planritningar, tillsammans med referensbilder och egna mätningar av vissa sektioner av byggnaden. Från Google Sketchup exporterades byggnadsmodellen till 3D Studio Max, där finjustering och tilldelning av texturer genomfördes på samma sätt som med övriga objekt. I och med att varje polygon i hela huset skulle tilldelas rätt material-id, tog denna process mycket tid i besittning. 2
3.2.2.1 Modellering av föreläsningssalen K4 Flaggskeppet i Nya Kåkenhus är föreläsningssalen K4 ( Turbinen ). Mycket tid och energi lades därför på att modellera denna så likt verkligheten som möjligt. Modeller av åhörarstolar, skrivytor, bord etc. skapades för att få interiören att kännas autentisk. 3.2.3 Modellering av terrängen Modelleringen av terrängen gjordes i CryTek Cry- Engine Sandbox. Först gjordes försök att utifrån satellitbilder från Google Earth skapa en realistisk höjdkarta. Det visade sig dock inte vara möjligt att göra höjdkartan bra, eftersom det var för dålig upplösning på satellitbilderna över Norrköping. Samma problem förekom vid försök att använda satellitbilder från andra tjänster. Istället ritades en enkel höjdkarta i Adobe Photoshop CS3 för att få till en grundform på kartan. Därefter importerades höjdkartan i Sandbox, med mål att göra strömmen utanför Nya Kåkenhus någorlunda realistiskt. Den övriga terrängen tilläts vara rent fiktiv. Höjdskillnader penslades ut på kartan för att sedan bearbetas mer i detalj. För att åstadkomma någorlunda realistiska storlekar och höjdskillnader importerades modellen av Nya Kåkenhus, för att användas som referens. Även Google Earth och foton från miljön användes för detta ändamål. Den fiktiva delen av terrängen kom att bestå mestadels av bergsformationer. Dessa skapades och modifierades sedan med bland annat Sandbox river tool, för att åstadkomma jämna och fina platåer på bergen. Därefter lades texturer och vegetation, som ingår i Sandbox, på terrängen. Många lager av texturer behövdes för att det inte skulle se orealistiskt ut. Vatten skapades med vattenvolymer och modifiering av material och shaders. Vattenfall skapades med partikelsystem. Diverse små flowgraphs skapades för att t.ex. få miljöljud att spelas upp i vissa områden. 3.3 Texturering Till de flesta av bitmapstexturerna användes foton som underlag. Genom att använda Adobe Photoshop skapades bilder som kunde upprepas i två dimensioner, utan att några tydliga skarvar syntes. Detta gjordes genom att använda filtret offset i kombination med egenskapen wrap around, vilket gjorde att bildens skarvar förflyttades till centrum av ritytan. Med clone stamp tool modifierades och doldes skarvarna. Många av materialen gick att göra verklighetstrogna utan att använda sig av bitmapsbilder. Istället förändrades materialegenskaperna glossiness, diffuse color, specular color osv. De serietapeter som täcker ytterväggarna av föreläsningssalen K4, fotograferades och sammanfogades till bitmapsbilder en bild för var och en av väggarna. 3 Bild 4: Föreläsningssalen K4 fotograferad (överst) och modellerad i 3D Studio Max. Bild 5: Grundterrängen skapad i Sandbox. Bild 6: Fotografier av serietapeter sammanfogade till en gemensam bitmap.
3.4 Ljussättning En av de stora fördelarna med att använda en avancerad spelmotor såsom CryEngine, är att ljussättningen förenklas avsevärt. CryEngines Sandbox innehåller ett antal fördefinierade ljuskällor, vilka i kombination med modeller av lampor nyttjades för att belysa banan. Vid skapandet av terrängen i banan, konfigurerades även en flowgraph som styrde dygnets gång och därmed solens bana över himlen. 3.5 Export till/import i spelmotorn Ett av de svåraste problemen att lösa, var att få export från 3D Studio Max till CryEngine Sandbox att fungera. På såväl modellerna av enskilda objekt som på själva husmodellen, krävdes viss handpåläggning för att få det att fungera. Samtidigt krävdes det att alla som arbetade med framtagning av modeller följde vissa riktlinjer, bland annat vid namngivning av material. Bild 7: T.v. foto taget i Färgeriet. Till höger Färgeriet sammanfört i Sandbox. 4. Diskussion Överlag har projektet fortlöpt väl och de problem som uppstått har kunnat lösas. Gruppen häpnades över hur mycket som går att åstadkomma genom att nyttja spelmotorns funktionalitet, vilket tillförde ytterligare möjligheter till interaktion med omgivningen i banan. Som tidigare nämnts, var det ett stort hinder att få export till Sandbox att fungera. När det väl avhjälpts, flöt arbetet på bra men det uppkom mindre problem som löstes relativt enkelt. Att under modelleringsarbetet ha i åtanke vilken modelleringsmetod som bör användas, för att hålla polygonantalet nere, samt att bibehålla rätt proportioner på objekten har varit tidsödande. I slutändan visade det sig dock vara väl använd tid, då sammanförandet av olika objekt i banan fungerade utan komplikationer och banan blev inte för krävande för datorn. Referenser CryMod - http://www.crymod.com/ Community med många guider om allt som har med skapande av modifikationer till CryEngine 2 att göra. Innehåller även speltillverkaren CryTeks officiella guide för modifikationer med CryEngine 2. 4