Game Environment Texturing : Texture Blending and Other Texturing Techniques

Abstract

This thesis demonstrates how real-time game environments can be textured smoothly and efficiently and to pinpoint what kind of methods can be used for this purpose. I point out the limitations of traditional texturing methods and propose more efficient alternatives to them. I have gained a thorough understanding of many texturing methods by studying several sources and by using the methods both at work and in my free time. I discuss the properties as well as the pros and cons of these methods with reference to real-world examples.

The thesis reports on the research I did regarding the usage of blend maps in real-time texturing as well as an in-depth look into how I developed a real-time blend shader in Blender, to be used for this purpose, for the Bugbear Entertainment Environment Art team. Finally I present some other alternative texturing methods, such as modular texturing, that I have researched and used in my line of work. I also highlight some promising methods that I have studied during my free time but which I have not tried out myself yet.

I have gained an insight into the methods I discuss in the thesis through my work experience at the Bugbear Entertainment and Remedy Entertainment game companies. I mainly use knowledge I have gained during the development of Bugbear Entertainment's Next Car Game: Wreckfest and an unreleased Remedy Entertainment mobile game. The blend material techniques I have used in the thesis are primarily based on the work I did for Bugbear's Next Car Game: Wreckfest and the modular texturing and modeling techniques have mainly been acquired during the development of the mobile game project for Remedy Entertainment. I rely on this work experience and the information I have received from other industry professionals, while simultaneously backing this knowledge with references to several sources.

I believe that my research into different texturing methods can be useful for anyone interested in real-time graphics. I would have liked to develop my shader further to be even more in line with the one used at Bugbear, but even at the state it is currently in, I feel that it can be of great help. The shader is freely downloadable from the internet and it can be used inside Blender without restriction. Traditional texture blending is still a viable method for modern texturing even though texture blending has evolved a lot in several ways and a lot of new alternative texturing methods have arisen.

Opinnäytetyön tavoitteena on osoittaa, miten reaaliaikaisia peliympäristöjä voidaan teksturoida sujuvasti ja tehokkaasti sekä millaisia menetelmiä tähän tarkoitukseen on olemassa. Havainnollistan perinteisten teksturointimenetelmien rajoituksia ja tarjoan sujuvampia vaihtoehtoja näiden tilalle. Olen tutkinut monia teksturointimenetelmiä kattavasti lukemalla lukuisia lähteitä ja käyttämällä useita niistä sekä työssä että vapaaajalla. Käyn läpi näiden eri menetelmien ominaisuuksia sekä niiden hyviä ja huonoja puolia esimerkkien kautta havainnollistaen. Pääasiallisena aiheena käyn läpi tutkimustani blendkarttojen käytettävyydestä reaaliaikaisen teksturoinnin yhteydessä, sekä paneudun syvemmin siihen, miten kehitin reaaliaikaisen blendkarttoja hyödyntävän varjostinohjelman Blenderissä Bugbear Entertainment Ltd:n Environment Art -tiimille. Lopuksi esittelen myös muutamia muita vaihtoehtoisia teksturointimenetelmiä, kuten esimerkiksi modulaarista teksturointia, joita olen tutkinut ja käyttänyt työelämässäni. Esittelen myös joitakin lupaavia menetelmiä, joita olen tutkinut vapaa-ajallani, vaikka en vielä ole itse niitä käytännössä soveltanut.

Monet opinnäytetyössä esittämäni menetelmät ovat tulleet tutuiksi työskennellessäni Bugbear Entertainment- ja Remedy Entertainment peliyhtiöissä. Käytän pääasiassa tietoa, jota olen oppinut Bugbear Entertainmentin Next Car Game: Wreckfestin sekä Remedy Entertainmentin julkaisemattoman mobiilipelin kehityksen aikana. Opinnäytetyössäni käyttämäni blendmateriaalitekniikat perustuvat pääasiassa työhöni Bugbearin Next Car Game: Wreckfest -pelin parissa ja modulaariset teksturointi- ja mallintamistyötapani ovat kehittyneet Remedy Entertainmentin mobiilipeliprojektin tuotannon aikana. Opinnäytetyössäni hyödynnän muun muassa tätä työkokemustani ja saamaani opetusta muilta alan ammattilaisilta vahvistaen tietojani eri lähteiden avulla.

Uskon tutkimustyöni eri teksturointimenetelmistä olevan hyötyä kenelle tahansa reaaliaikaisesta grafiikasta kiinnostuneelle. Olisin halunnut jatkaa varjostimeni kehitystyötä, jotta se olisi vielä yhtenäisempi Bugbearin blendvarjostimeen, mutta uskon, että tässäkin kehitysvaiheessa siitä voi olla suurta apua. Kehittämäni varjostin on vapaasti ladattavissa internetistä ja sitä voi käyttää Blender-ohjelmassa rajoituksetta. Siitä huolimatta, että tekstuuriblendaus on kehittynyt monella tapaa ja monia uusia menetelmiä on ilmestynyt, perinteinen tekstuuriblendaus on yhä varteenotettava menetelmä modernissa teksturoinnissa.