Kovapintaisten videopeliympäristöjen 3D-mallintaminen

Abstract

Opinnäytetyössä tarkasteltiin kovan pinnan 3D-ympäristömallinnusta videopeleissä keskittyen modulaaristen resurssien luontiin ja optimointiin reaaliaikaista renderöintiä varten Unreal Engine 5 -pelimoottorissa. Tarkoituksena oli luoda modulaarinen sarja kovapintaisia 3D-malleja, joiden avulla voidaan rakentaa erilaisia tutkimusasemia peliympäristöksi. Mallit luotiin Thalassophobia-nimiseen peliin, joka on yrityksen Varattu Valo Games kehityksessä oleva kauhupeli.

Työ suoritettiin käyttämällä Blender-sovellusta 3D-mallinnukseen, Adobe Substance 3D Painter -sovellusta teksturointiin ja Unreal Engine 5 -pelimoottoria testaukseen, arviointiin ja resurssien integrointiin. Tutkimuksessa käytettiin erilaisia mallinnus- ja teksturointitekniikoita, kuten modulaaristen resurssien luomista, trimmausarkkeja ja tekstuurikokoelmia, samalla kun käsiteltiin suorituskyvyn optimointistrategioita, kuten piirtokutsujen vähentämistä.

Tulokset osoittavat, että hyvin jäsennelty modulaarinen työnkulku parantaa merkittävästi resurssien uudelleenkäytettävyyttä ja vähentää kokonaismuistia ja laskentakustannuksia. Tulokset näyttävät myös, että tekniikat, kuten instanssit ja tekstuurien pakkaaminen, auttavat minimoimaan piirtokutsuja, mikä parantaa reaaliaikaisen renderöinnin suorituskykyä. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että huolellinen suunnittelu modulaarisessa työnkulussa on olennaista peliympäristöjen mallintamisessa ja optimoinnissa.

This thesis examined hard-surface 3D environment modeling for video games, with a focus on optimizing modular assets for real-time rendering in Unreal Engine 5. The goal was to create a modular set of 3D hard-surface models that can be used to build different research stations as game environments. These models were created for a game called Thalassophobia, which is a horror game in development by Varattu Valo Games.

The study was conducted using Blender for 3D modeling, Adobe Substance 3D Painter for texturing, and Unreal Engine 5 for testing, evaluation and asset integration. The study utilized various modeling and texturing techniques, such as modular asset creation, trim sheets and texture atlases while also addressing performance optimization strategies, such as reducing draw calls.

The results show that a well-structured modular workflow significantly improves asset reusability and reduces overall memory and computational costs. The results also demonstrate that techniques such as instanced static meshes and texture packing help minimize draw calls, which improves real-time rendering performance. Based on the results, it can be concluded that careful planning in modular workflow and material usage is essential in modeling and optimizing game environments.