Novo patamar de realismo nos Games

A sopa de letrinhas tradicional do mundo da tecnologia ganhou novos acrônimos que podem mudar completamente o modo como atores são escaneados para se tornarem personagens de jogos eletrônicos. SMAA (Subpixel Morphological AntiAliasing) e SSSS (Separable SubSurface Scattering) trazem níveis de realismo impressionantes que prometem uma abordagem nova à ação em um game.

O SMAA permite escanear à pele de um ator com níveis incríveis de realismo, altíssima resolução, mapeamento de tons e antialising como nunca se viu antes. Em close-ups com resolução de 1080p, por exemplo, a renderização tem resultados tão impressionantes que temos a sensação de estarmos diante de imagens de um filme com atores de verdade. Para você ter uma ideia, os resultados do processo só podem ser plenamente vistos em filmes Blu-Ray de altíssima resolução com 160 FPS (frames por segundo) que sequer podem ser reproduzidos na internet. Pelo menos, não por enquanto.

O SSSS, por sua vez, é um pequeno aprimoramento do SMAA, mas que mira bem mais diretamente o desenvolvimento de jogos eletrônicos. Em ambos, o mesmo resultado: escaneamento ultrarrealista da pele humana para composição de personagens eletrônicos para games.

As duas tecnologias trazem um nome em comum por trás delas: Jorge Jimenez. Espanhol oriundo da região de Zaragoza, Jimenez tem 30 anos e trabalha como pesquisador da própria Universidade de Zaragoza, com diversos projetos de pesquisa com técnicas de efeitos especiais e escaneamento de imagens. Seus trabalhos inclusive já estão sendo utilizados em estúdios como Crytek, Ubisoft, Lionhead e Rockstar, só para citar algumas.

Apesar da agenda lotada por conta da finalização de seu PhD em Real-Time Graphics, Jorge Jimenez atendeu à EGW para contar aos brasileiros como exatamente funciona o SSSS e o SMAA.

MSN Jogos: Como começou sua paixão por essa área tão específica da tecnologia?

Jorge Jimenez: Minha paixão por essa área começou quando vi algumas demonstrações escolares em um A1000 [modelo de computadores Amiga, dos anos 1980], em que pessoas competiam para ver quem desenvolvia os códigos mais avançados na área de técnicas gráficas. Fiquei tão petrificado que decidi que era aquilo que eu queria fazer para o resto de minha vida.

Então, de certa forma você já encarnava aquela figura clássica do nerd?

[Rindo] Mais ou menos. Sou uma pessoa cheia de energia e espirituosa, adoro desafios, sou viciado em malhação na academia e sou um b-boying [dançarino de hip hop e break]. Eu fui um b-boying muito ativo por oito anos antes que uma lesão me fizesse parar. Esse tipo de condicionamento físico melhora não apenas o corpo, mas também a auto-disciplina e a saúde mental, tornando-nos mais fortes para conseguirmos nossos objetivos. Também sou comunicativo e gosto de trocar ideias com as pessoas através do meu site [www.iryoku.com].

Vamos começar pelo SSSS. Como exatamente ele funciona?

O Separable SubSurface Scattering é um mecanismo que “transporta” a luz através de objetos. Quando um raio de luz atinge alguma superfície, ele reflete aquele espaço. Mas, em objetos transluzentes, a luz entra na superfície, alastra-se internamente e sai em algum ponto incidental. E é aí que entra o SSSS: a luz é turva, dá brilho a objetos translúcidos, transforma poros e rugas da pele humana em superfícias menos ásperas. Ela pode ser vista nos limites da claridade e da sombra, viaja por meio de superfícies finas, como orelhas e narinas. Ao “colorirmos” essas superfícies com tons mais quentes com o SSSS, damos um aspecto translúcido a essas superfícies.

Mas já existem tecnologias que fazem isso.

Exato, já existe de fato uma variedade de técnicas de renderização de pele em tempo real. Porém, a raiz dessas técnicas está no Human Head Demo [feito por Eugene d'Eon para a NVidia, em 2007], que tem inconvenientes que inviabilizam sua utilização no desenvolvimento de games, como os pesadíssimos mapas de luz renderizados em tempo real. Outro problema é a necessidade de se seguir 12 passos para criarmos imagens “confiáveis” de uma pele. Tecnicamente, não dá para fazer tudo em apenas dois passos, pois seria necessário quebrar a barreira do que a visão humana pode perceber. E foi exatamente isso que fizemos com o SSSS: quebramos essa barreira.

Nós realmente podemos conseguir close-ups de uma pele renderizada com resolução 1080p?

Isso não é algo fácil de se conseguir, pois não dá para esperar que o escaneamento de uma pele seja 100% ultrarrealista. Nesse tipo de close-up extremo, algum nível de profundidade de campo é natural, especialmente quando nos afastamos da silhueta do personagem. Se não há esse campo de profundidade, a imagem não parece real. Isso se aplica também na a granulação de filmes, mapas e para soluções de antialising. Se algum deles não funcionar direito, o conjunto inteiro parece fake.

Então o processo é como se fosse um grande quebra-cabeça: se uma peça não encaixar, o resultado é “fail”. É isso?

Sim, é mais ou menos isso mesmo. Todas as peças precisam se encaixar perfeitamente para obtermos os resultados fotorrealistas. É necessária uma boa direção artística para conseguirmos resultados satisfatórios. A renderização de peles em tempo real ainda não é perfeita, mas estamos no caminho certo. Tenho certeza que em breve teremos grandes talentos da indústria de games explorando todas as possibilidades e os limites dessa técnica.

Você acredita que as tecnologias e mecanismos que temos nos dias de hoje para desenvolver games são compatíveis com todas as possibilidades que o SSSS oferece?

Sim, com certeza. Alguns games de padrão AAA já estão usando a nossa técnica, mas todos eles ainda estão em desenvolvimento, não posso sequer comentar quais são os títulos.

Quais problemas antigos ainda continuam pendentes nesse tipo de renderização, mesmo com o SSSS?

Cabelos, barbas e olhos. Ainda é difícil a renderização de pelos faciais e a criação de olhos que tenham vida, que sejam de fato ultrarrealistas. Tenho visto ultimamente alguns bons trabalhos com a renderização de olhos, por isso, acredito que em alguns anos já teremos avançado muito nessa área.

Já há algum novo estudo para a renderização ultra-realista de cabelos?

Essa é uma área em que ainda não investimos. Na verdade, creio que atualmente a renderização de cabelos é o maior problema que temos nessa área.

É possível converter as imagens de altíssima resolução escaneadas nesse processo para a capacidade atual disponível em um Xbox 360 ou em um PS3?

A demo que fizemos para apresentar o SSSS usa resolução extrema, pois precisava mostrar tudo que ele pode apresentar. Mas é óbvio que a capacidade de personalização é grande, podemos desligar diversas funcionalidades mais extremas, inclusive a de simulação ultrarrealista de peles. A qualidade vai ser obviamente mais baixa, mas ainda assim é muitíssimo melhor do que qualquer renderização que temos nos games disponíveis atualmente no mercado.

Como o SMAA pode ajudar a melhorar o SSSS?

O SMAA é uma técnica de antialiasing que funciona bem em diversos engines atuais, pois traz de volta a qualidade do velho MSAA [Multisample Antialising] e ainda melhora os resultados finais, especialmente em detalhes do rosto. Acho importante podermos usar essas técnicas para poder criar imagens mais realistas, sem deixar aquela aparência de que foram geradas por um computador.

Esses experimentos todos já estão disponíveis para uso comercial ou ainda estão restritos às pesquisas acadêmicos? Já estamos trabalhando com a indústria de games em ritmo frenético. O SSSS já foi avaliado por algumas empresas, que já o utilizam em projetos novos. O código-fonte do SSSS é livre e acreditamos que estamos muito perto de mudar o modo como se desenvolve os jogos eletrônicos.

4 GRANDES AVANÇOS QUE O SSSS TRARÁ PARA OS GAMES

VELOCIDADE - A renderização de peles - apenas nessa técnica - pode ser feita até em 3703 e 591 FPS em uma máquina com GeForce GTX 295.

FACILIDADE - Apesar de demorado, o processo de integração é muito fácil: você faz em uma tarde de domingo enquanto assiste o jogo de seu time na TV.

CUSTOMIZAÇÃO - As possibilidades de personalização são quase infinitas: você pode escolher renderizar apenas Elebits azuis ou um troll roxo de uma cena.

REALISMO - O resultado final é extremamente similar ao das maiores técnicas de renderização de peles da atualidade.
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