شبیه سازی پارچه در بازی‌های ویدیویی

این روزها، توسعه دهندگان به جزئی ترین نکات توجه ویژه ای می کنند؛ طراحی انیمیشن شخصیت‌ ها از لحاظ سطح کیفی در حال ارتقاء است و به شدت بر تکنیک‌ ها و فناوری های پیچیده مربوط بر موشن کپچر تکیه دارد و پیشرفت های عظیمی به خود دیده است. همین طور گرافیک فنی و بصری در بازی ها به دستاورد های بزرگی رسیده است؛ اما با این حال، یک چیز در مورد تولید شخصیت و خلق کاراکتر های درون بازی های ویدیویی قطعا از دست رفته. پرسش این است، چرا ایجاد شبیه‌ سازی پارچه‌ ای واقع گرایانه و طبیعی در بازی‌ های ویدیویی کاری بسیار سخت و چالش برانگیز بوده و راه‌ حل‌ های کنونی برای برطرف کردن آن در صنعت گیم در حال حاضر چگونه است و چه راه های میان بُری در این رابطه وجود دارد؛ آیا ایجاد یک شبیه سازی پارچه در بازی های ویدیویی در صنعت گیم کاری بس ساده است؟ و در همین راستا، چالش خاصی با خود به همراه ندارد؟ و به صورت کلی در گذر این نسل ها چه بهبود ها، پیشرفت ها و تغییر و تحولاتی در این رابطه رخ داده است.

به نظر می رسد شبیه سازی لباس ( فیزیک پارچه ) در مقایسه با بقیه CGI های مورد استفاده در توسعه بازی چندان پیشرفته نیست و اگر بخواهیم فیزیک پارچه را یک مقیاس پذیری با دیگر بخش های بازی همانند جلوه های ویژه ( گرافیک بصری و فنی ) و حتی فناوری های انیمیشن سازی قرار دهیم، کفه ترازو به شدت در بخش جلوه های ویژه و فناوری انیمیشن سازی سنگینی می کند؛ بنابراین، چرا دستیابی به شبیه سازی لباس های متنوع و حفظ آن در همان سطح و همسان سازی فیزیک پارچه و به صورت کلی شبیه سازی لباس با محیط پیرامون خود و شخصیت های بازی اینقدر سخت است؟ قبل از اینکه به چالش‌ های ایجاد یک شبیه‌ سازی واقعی پارچه بپردازیم، اجازه دهید یک ایده کلی از نحوه عملکرد شبیه‌ سازی پارچه داشته باشیم.

Anda Deng، طراح کاراکتر و مدل سازی در بازی های ویدیویی، نگاهی عمیق به هسته مرکزی فرآیند شبیه سازی کرده و پیچیدگی آن را توضیح داده است:

شما می توانید در مورد شبیه سازی پارچه به عنوان انیمیشن پارچه ای توجه کنید که حاوی تعدادی فریم است. برای اینکه پارچه هنگام کشش، چروک شدن اشکال متفاوتی داشته باشد، باید فایل‌های obj مختلف برای انیمیشن پارچه تولید کند. یک فریم = یک فایل obj. فرض کنید یک فایل obj به میزان 2 مگابایت حجم دارد. فقط تصور کنید چند فریم طول می کشد تا یک حرکت کامل تمام شود !

بگذارید کمی با بیانی ساده تر در این رابطه توضیح داده شود؛ برای گرفتن هر فریم از فیزیک پارچه در یک لباس، 2 مگابایت از حجم پر می شود؛ حال تصور کنید برای حرکت یک شنل بلندی که بر روی کاراکتر بازی تعبیه شده به چه میزانی فریم ریت و حجم مصرفی هدر می رود و پر می شود! در این میان سازندگان برای کاهش حجم داده ها باید از نرم افزار های فشرده سازی پیشرفته ای استفاده کنند تا از میزان حجم مصرفی داده ها کم شود. این ها را کنار هم بگذارید و حال تصور کنید در یک بازی جهان بازی بخواهید فیزیک پارچه NPC ها در یک پلان از گیم پلی بازی شبیه سازی شود و کاراکتر های اصلی، فرعی و NPC ها همگی دارای فیزیک پارچه واقع گرایانه باشند! چالش های پیش روی سخت افزار بخت برگشته به کنار، حجم داده ای که رخ می دهد، مقدار آن، دیوانه وار سر به فلک می کشد.

برای یک موتور بازی سازی غیرممکن است که بتواند چنین حجم زیادی از فایل ها را مدیریت کند. نکته دیگر این است که اغلب موتور های گرافیکی شبیه سازی پارچه را به طرز معنا داری، دقیق و درست شبیه سازی نمی کنند. ( که البته در این رابطه باید توضیحات بیشتری ارائه کرد ! ) ابتدا باید شبیه سازی پارچه را در نرم افزار جانبی مخصوص به این کار انجام دهید. این که شبیه سازی پارچه روی بدن کاراکتر چقدر خوب باشد، به سطح کیفی انیمیشن و طراحی اسکلت بندی بدن کاراکتر درون بازی بستگی دارد. ضخامت پارچه می‌ تواند برای یک شبیه‌ سازی بی کیفیت نیز مشکل بزرگی باشد. اگر ضخامت پارچه هر چقدر بیشتر شود اساسا به این معنی است که حجم فایل را دو برابر می‌ کنید و همچنین اجرای روان شبیه‌ سازی انیمیشن را بسیار سخت‌ تر می‌ کند؛ به عبارتی دردسر پشت دردسر بر دوش تیم توسعه دهنده سنگینی می کند.

موتور های گرافیکی بازیسازی گوناگونی هستند که از نرم افزار داخلی شبیه ساز پارچه استفاده می کنند و صد البته بسیاری از شبیه سازی های پارچه، که درون موتور گرافیکی بازی تولید می شوند، آن چنان از کیفیت بالایی برخودار نیستند؛ به همین دلیل بسیاری از توسعه دهندگان از نرم افزار های جانبی و مستقل شبیه ساز پارچه گوناگونی برای این کار استفاده می کنند. حال، امکان دارد این شبیه ساز پارچه مربوط به بخشی از موتور های فیزیک مشهور در صنعت گیم باشد و یا این که بخشی از توسعه دهندگان، خود نوآوری هایی در ایجاد یک شبیه ساز پارچه ای خلق می کنند.

می توانیم سفری دیگر به سال 2010 کنیم که برای تحقق این رویا برای اولین بار از فناوری به نام APEX رونمایی شد؛ فناوری Nvidia APEX یک موتور فیزیک قدرتمند چند وجهی مقیاس پذیر multi-platform بود که بر اساس PhysX SDK ساخته شده بود و اولین بار در بازی Mafia 2 در آگوست 2010 معرفی شد؛ موتور فیزیک بسیار پیشرفته ای که توانایی شبیه سازی تخریب پذیری محیط، فیزیک پارجه و افکت ذرات را در مقیاسی باور نکردنی از خود به جا گذاشت. البته آنقدر این موتور فیزیک قدرتمند و پیشرفته بود و حتی قدرتمند ترین سخت افزار های پی سی را به چالش می کشید که در آن زمان کارت های فیزیک جداگانه ای بر روی پی سی ها نصب می شد تا محاسبات Nvidia APEX به صورت جداگانه رندر گیری کنند تا سخت افزار های بخت برگشته، جایی برای تنفس داشته باشند.

نکته: باید متذکر شویم، استفاده شبیه سازی فیزیک پارچه به صورت داخلی در برخی از موتور های گرافیکی کارآمد عمل می کند؛ به طور مثال موتور گرافیکی Unity به صورت پیش فرض در شبیه سازی فیزیک پارچه از Nvidia Physx که بسیار قدرتمند است استفاده می کند.

صد البته بازی هایی هم بر اساس این موتور فیزیک قدرتمند و همین طور کارت های فیزیک بهینه سازی و ساپورت می شدند ( مانند سری Batman: Arkham و… ) که بتوانند خروجی بسیار بالایی از خود به جا بگذارند. البته اجازه دهید در رابطه با موتور فیزیک در بازی ها و همین طور کارت های فیزیک در مقاله ای جداگانه دیگری توضیحاتی داده شود و تمرکز فعلی ما، در رابطه با فیزیک پارچه در بازی ها باشد و بحث را به بیراهه سوق ندهیم. در ویدیوی پایین می توانید بازی Batman: Arkham Origins نسخه پی سی را مشاهده کنید و شبیه سازی فیزیک پارچه با استفاده از فناوری Nvidia APEX را در سطحی بالا را مشاهده کنید.

Erasmus Brosdau، بنیانگذار Black Amber Digital، همچنین اشاره می کند که شبیه سازی پارچه فقط در مورد چین و چروک و حرکت کردن پارچه نیست؛ بلکه در مورد تغییر شرایط پارچه بر اساس بارش باران، رفتار پارچه های مختلف بر اساس جنس و شکل پارچه و لایه بندی تکه های لباس و غیره است. با این حال، شبیه‌ سازی پارچه به تنهایی چالشی بس عظیم است؛ زیرا می‌ توان بی‌ نهایت سناریو های تغییر شکل‌ دهنده را تصور کرد و کاربر انتظار دارد که فقط واقع‌ بینانه به نظر برسد. اگر پارچه خیس باشد، شکل پارچه، چین چروک های پارچه نسبت به وضعیت پارچه در هوای آفتابی تغییراتی به خود میبیند که تیم توسعه دهنده باید تمامی این موارد را در بازی شبیه سازی اعمال کند.

داستان به همین موارد ذکر شده ختم نمی شود؛ کاراکتر هایی که زیر لباس های خودشان زره و بسیار تجهیزات دیگه پوشیده اند. همگی باید فریم به فریم شبیه سازی شوند و همه برخورد کننده ها مانند بدنه زیر پیراهن، قطعات زره، بندهای چرمی و غیره در نظر گرفته شوند. حالا شبیه سازی یک پیراهن و ارتباط آن را به محیط پیرامون خود هم اضافه کنید و همین طور قدرت سخت افزاری برای بخش های دیگر هم استفاده شود؛ همانند مُشتقات گیم پلی، هوش مصنوعی، پویایی محیط، گرافیک فنی و بصری، افکت ها، Post processing و غیره !

شَعفی احمد در مورد پیاده سازی شبیه سازی لباس در بازی ها، به جنبه فنی آن پرداخته و پیچیدگی آن را با ترکیبی از متغیرهای مورد استفاده برای ذخیره اطلاعات توضیح داد:

بازی ها دارای متغیرهای تو در تو و پیچیده زیادی هستند که با یکدیگر تعامل دارند و شبیه سازی پارچه بر اساس دنیای واقعی یکی از آن ها است. این متغیری است که به صورت ذاتی بر سخت افزار تاثیر می گذارد و فشار زیادی بر روی سخت افزار وارد می کند و معمولا در بخش ساخت و توسعه بازی ها از سوی سازندگان کنار گذاشته می شود و یا این که سازندگان با روش های گوناگون سعی می کنند برای استفاده از فیزیک پارچه در بازی ها راه حلی پیدا کنند تا بر روی سخت افزار ها فشار بیش از حدی وارد نشود.

Alex Yaremchuk، انیماتور، بر توانایی کنترل رفتار لباس در بُعد های مختلف تمرکز دارد و از سختی ها و چالش های پیش روی طراحان در این بخش گفته:

به طور کلی، کنترل فنی شبیه‌ سازی پارچه سخت است؛ بین رفتار واقعی پارچه در دنیای واقعی و هر نوع شبیه سازی پارچه در بازی ها فاصله عمیقی وجود دارد. شبیه‌ سازی‌ ها معمولا اغلب دچار باگ ها و اشکالات بسیاری می‌ شوند. بنابراین، راه‌ اندازی سیستم شبیه سازی پارچه ای که در دنیای واقعی بر روی ماشین کاربر با کمترین اشکال ممکن کار می‌ کند، بسیار دشوار است. این نیاز به زمان اضافی و بودجه اضافی دارد.

بدیهی است که مسئله کلیدی توانایی نرم افزار مورد استفاده برای توسعه و فناوری بازی برای مدیریت، ذخیره و به روز رسانی مداوم چنین حجمی از داده ها است. خطوط لوله و سیستم های نرم افزاری در حال حاضر کاربردی برای جلوگیری از اجرای هر گونه راه حل مبتنی بر داده، بازی توسعه دهندگان بر چند گردش کار فنی و یک قانون ساده اما ضروری تکیه می کنند – “شبیه سازی پارچه برای اشیاء کوچکتر وجود ندارد” دلیل این قاعده چیست؟

اراسموس در مورد آن توضیح می دهد:

به دلیل همه این عوامل، تصمیم برای توسعه دهندگان بازی در این مرحله آسان است؛ اصلا شبیه سازی روی اشیاء کوچکتر وجود ندارد؛ معمولا فقط عناصر پارچه ای بزرگ مانند شنل شبیه سازی می شوند. خوشبختانه این فرآیند را می توان ساده کرد زیرا این عناصر پارچه ای بزرگ معمولا فقط باید با یک چیز برخورد کنند؛ مانند کل بدن؛ و برای این فرآیند همیشه از یک proxy object برای بررسی برخورد استفاده می‌ شود.

نکته: استفاده از یک مدل A pose low poly که به اسکلت شخصیت می چسبد و هنگام تحرک انیمیشن با آن حرکت می کند.

توضیح درباره low poly : Low poly یک شبکه چند ضلعی در گرافیک کامپیوتری سه بعدی است که تعداد نسبتا کمی چند ضلعی دارد و به آن چند ضلعی های سطح پایین گفته می شود.

فیزیک پارچه در بازی های مختلف

همان طور که گفته شد، استفاده از فیزیک پارچه و شبیه سازی پارچه نسبت به دنیای واقعی در بازی های گوناگون تفاوت هایی دارد. با توجه به سبک و سیاق هر بازی، فیزیک پارچه می تواند در یک بازی از اهمیت پایینی برخوردار باشد و یا اهمیت بالا؛ هر چه بازی ها بیشتر به سمت یک بازی واقع گرایانه سوق داده شوند، فیزیک پارچه در آن بازی مربوطه صد در صد از اهمیت بالایی برخوردار است؛ این باعث می شود هزینه و روند توسعه بازی هم برای تیم توسعه دهنده با چالش های بسیاری زیادی همراه شود و به طبع هزینه و بودجه تولید در خلق چنین بازی هایی هم بالا می رود. به هر حال، اول و آخر در خلق شبیه سازی پارچه اولویتی است که تیم سازنده در نظر می گیرد که حقیقتا چقدر باید روی آن وقت بگذارد و سخت افزار پلتفرم مورد نظر برای خلق شبیه سازی فیزیک پارچه مورد استفاده قرار گیرد.

فیزیک پارچه سطح پایین و سطح بالا در بازی ها

Dark Souls همیشه یک مثال خوب برای استفاده از فیزیک پارچه در سطح پایین است؛ بسیاری از لباس‌ها دارای شنل یا قطعات پارچه‌ ای آویزان بلند هستند و همگی شبیه‌ سازی می‌ شوند؛ اما با کیفیت پایینی که تقریبا در همه جا تلاقی می‌ کنند، از آنجایی که گرافیک کلی به هر حال چندان چشمگیر نیست، هیچ کس واقعا متوجه کم کاری ها در این زمینه نمی شود و اصولا برای چنین بازی ای با چنین سبکی، شبیه سازی یک فیزیک پارچه سطح بالا در اولویت های اولیه توسعه دهندگان بازی نیست و حتی برای طرفداران این سری، حداقل در این بازی هم از اولویت های اصلی، نمی توان در نظر گرفت.

مثال های بسیار دیگری در استفاده از درست از فیزیک پارچه در بازی های ویدیویی می توان نام برد. کمی به عقب برگردیم و سفری به نسل هفتم کنیم. یکی دیگر از این مثال ها از استودیوی فنلاندی رمدی یعنی بازی Alan Wake بود که تیم توسعه دهنده آن توانسته بود نو آوری های جدیدی در خلق یک فیزیک پارچه با کیفیت از خود نشان دهد.

آقای Henrik Enqvist برنامه نویس انیمیشن استودیوی Remedy Entertainment صحبت های جالبی در این زمینه با ما در میان گذاشته است؛ او نگاهی می‌ اندازد به این که چگونه این تیم شبیه‌ سازی پارچه‌ های توییدی باورنکردنی را بر روی ژاکت شخصیت عنوان در بازی دلهره آور و هیجان‌ انگیز Alan Wake ایجاد کرده است:

ژاکت آلن ویک باید تا حد ممکن قابل باور ساخته می شد، تا توهم فضای هیجان انگیز را برای بازیکن حفظ کند. ژاکت باید در باد حرکت کند و حرکت ثانویه خوبی را به شخصیت اضافه کند که با عجله از جنگل عبور می کند. به عنوان یک برنامه نویس، شما بلافاصله شروع به فکر کردن در مورد شبیه سازی پارچه می کنید. بسیاری از بازی‌ های قبل از ما، اغلب جنس پارچه ها بیشتر به یک لاستیک شباهت داشت تا یک پارچه واقعی. در سال های اخیر راه حل‌ های بسیار خوبی برای شبیه‌ سازی پارچه به وجود آمده است. اما در زمان توسعه Alan Wake نیاز به راه‌ حلی پایدار داشتیم و چنین ابزارهایی در آن زمان وجود نداشتند و یا این که نیازهای ما را برآورده نمی‌ کردند.

شاید بتوان گفت، یکی از استودیو هایی که توانسته در جهت پیش بُرد فناوری فیزیک پارچه در صنعت گیم به دستاورد های بزرگی دست پیدا کند، استودیوی ویژوال کانسپت سازنده مجموعه بازی های ورزشی در صنعت گیم است. طراحی فیزیک پارچه برای این استودیو از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و توسعه دهندگان بخش فنی این استودیو برای واقع گرایانه کردن هر چه بیشتر حرکات بازیکنان بسکتبال نیاز به یک فیزیک پارچه واقعی داشتند تا حرکات بازیکنان بیش از پیش نسبت به دنیای واقعی طبیعی جلوه کند.

کریس لارسون (Chris Larson) مهندس نرم‌ افزار ارشد Visual Concepts، توضیح می دهد که استودیوی ویژوال کانسپت از چه فناوری های پیشرفته ای برای طراحی یک فیزیک پارچه استفاده کرده و در زیر شورت ورزشی بازیکنان از چه تکنیک هایی استفاده شده که فیزیک پارچه در سری NBA 2K تا این حد خیره کننده به نظر می رسد؛ کریس لارسون می گوید:

بازی های ورزشی ای که در دسته یک «ژانر شبیه ساز» قرار می گیرند، به دنبال واقع گرایی هستند و یکی از چیزهایی که در اکثر بازی های ورزشی گم شده است، طراحی عمیق اسکلت بندی یک انسان است؛ ما در طراحی انیمیشن ها به صورت تکه بندی شده عمل کردیم و انیمیشن های ثانویه و تکه بندی شده ای برای هر بخش بدنی بازیکنان ضبط حرکت شده است.

کریس لارسون همچنین در رابطه با توضیح فنی یک فیزیک پارچه با نگاهی موشکافانه تر می گوید:

بازیکنان با سیستم موشن کپچر که همه از آن استفاده می کنند، انیمیشن آن ها ضبط حرکت می شود؛ شما می توانید حرکت بسیار واقعی داشته باشید، اما یک نکته اساسی وجود دارد و این است که در اکثر بازی های ورزشی، عضلات بازیکنان حرکت نمی کنند و سازندگان از آناتومیک بدن انسان در طراحی عضلات آن ها استفاده معنا داری نکردند. اما ما چنین کاری را انجام داده ایم. ما اول اسکلت بندی را برای طراحی پیاده سازی کرده ایم، بعد برای هر بخش از بدن بازیکنان بافت های عضلانی، همانند دنیای واقعی طراحی کرده ایم؛ یعنی داخل بدن بازیکنان ما بافت های عضلانی همانند دنیای واقعی طراحی شده و تمامی این کار ها را انجام دادیم. اولا کیفیت انیمیشن ها بسیار طبیعی تر به نظر می رسد و دوما، با این کار می توانیم یک فیزیک پارچه جداگانه از بدن بازیکنان طراحی کنیم؛ به عبارتی فیزیک پارچه در جای جای بدن بازیکنان در بازی بسکتبال ما از بدن بازیکنان جدا است و به همین دلیل شما می توانید در بازی مشاهده کنید که پارچه به چه طرز فوق العاده با توجه به نوع حرکت بازیکنان حرکت می کند و تکان میخورد.

این تلاش و کوشش هایی که استودیوی Visual Concepts در طراحی فیزیک پارچه واقع گرایانه در طول نسل هایی که گذشته، تمام نشده و آن ها در جدید ترین اثر کاریشان در نسخه NBA 2K24 فیزیک پارچه پیشرفتی حیرت انگیز داشته؛ طوری که بازیکنان در هنگام خوشحالی پیراهن خود را میکشند و همانند واقعیت با پیراهن خود بر اساس احساساتی که دارند حرکات جالبی انجام می‌ دهند. شبیه ساز فیزیک پارچه در کات-سین‌ها و همچنین تطبیق پذیری Real Time حرکات بازیکن با پیراهن را شاید در کم تر بازی صنعت گیم به خود دیده باشید.

دستاورد هایی که استودیوی Naughty Dog در نسل هشتم صنعت گیم در زمینه شبیه سازی فیزیک پارچه از خود به جا گذاشته، به صورت معنا داری عمیق و تحسین برانگیز بود. علاوه بر شبیه سازی فیزیک پارچه و فعل و انفعالاتی که پارچه بر روی محیط، تاثیرات آب و هوا و تفاوت های جنس پارچه در بازی The Last of Us 2 داشت دستاوری بزرگ و قابل توجه بود که صد البته چه از لحاظ زمانی و بودجه هزینه ای گزاف بر روی شانه های استودیوی سازنده از خود به جا گذاشته است؛ به طور مثال صحنه‌ای در The Last of Us 2 وجود دارد که در آن یک شخصیت های بازی در یک نمای کات-سین، پیراهن را از روی سر خود به صورت Real Time بیرون می‌آورد، بدون این که شاهد هیچ برش تصویری باشیم؛ از نظر فنی یکی از تاثیر گذارترین مواردی است که تا به حال در صنعت گیم مشاهده کرده ایم.

برای طراحی فیزیک پارچه همین کات-سین کوتاه تیم توسعه دهنده با چالش های بسیاری روبرو بوده و در توضیحات فنی و طراحی چنین صحنه ای، طراحان ابتدا انیمیشن Vertex با انیمیشن اسکلتی را همگام سازی کردند و سپس آن را در یک DCC (مایا یا هودینی) شبیه‌سازی و متحرک کردند و در نهایت می‌ توانند داده‌ های راس را به بافت تبدیل کنید تا در زمان رندر گیری و  اجرا  تارهای مش پیراهن را دستکاری کنند و خروجی نهایی چیزیست که مشاهده می کنید؛ این توضیحات که در تئوری با چند نوشته تمام می شود، در عمل چالش هایی بس عظیم و طاقت فرسا برای تیم توسعه دهنده در بر داشته است و این نکته را باید یاداور شوم که تیم توسعه دهنده Naughty Dog اولین بار از این ویژگی در بازی آنچارتد 4 استفاده کرده بود که می توانید در ویدیوی پایین مشاهده کنید.

وسیم خان (Wasim Khan) ، مدیر فنی ارشد استودیوی Naughty Dog درباره چالش های شبیه سازی فیزیک پارچه و موانع پیش رو در این زمینه در پایان نسل هشتم صنعت گیم گفته:

همانطور که ما برای استفاده از قدرت کنسول نسل نهمی هیجان زده هستیم، مهم است که به یاد داشته باشیم که حتی قدرت فوق العاده سخت افزاری کنسول های نسل نهمی بدون یک رویکرد هوشمندانه برای متعادل کردن وفاداری مطلوب در برابر نیازها و برنامه های استودیو موثر نخواهد بود؛ بنابراین لباس های چند لایه و محاسبه برخورد پارچه با انیمیشن ها و اسکلت بندی و محیط چند لایه در موتور های بازی از لحاظ محاسباتی بسیار گران هستند و ما برای ایجاد شبیه سازی یک فیزیک پارچه با کیفیت و تعامل آن با محیط و وفاداری شبیه‌ سازی پارچه با نیازهای انیماتورها و طراحان تست های بسیار زیادی را انجام می دهیم، تا در نهایت به بهترین کیفیت ممکن دست یابیم.

استفاده از نرم افزار ها و موتور های فیزیک در جهت شبیه سازی پارچه و چالش های پیش رو

استفاده از راهکارهای مبتنی بر GPU برای شبیه ساز پارچه، طراحان از یک موتور فیزیک متن‌باز و از NVIDIA PhysX و Havok Physics/Cloth استفاده می‌کنند؛ NVIDIA PhysX با وایرفریم‌ ها کار می‌ کند، با این حال، تعداد فریم‌ ها برای کنسول‌ هایی که چنین شبیه‌ سازی‌ هایی را انجام می‌ دهند دارای محدودیت هایی هستند و فشار زیادی بر روی سخت افزار وارد می شود؛ چنین جریان کاری به فناوری پیشرفته و قدرت محاسباتی بیشتری هم برای توسعه دهندگان و هم برای مصرف کنندگان نیاز دارد؛ بنابراین نمی توان در یک خط لوله مشترک از آن استفاده کرد؛ اما اگر بتوان سخت افزار مناسبی برای این کار داشت، استفاده بهینه از NVIDIA PhysX می تواند دستاوردی بزرگ برای تیم توسعه دهنده داشته باشد و خروجی کار، چشم گیر باشد.

همین طور استفاده از Havok Physics/Cloth به دلیل سازگار تر بودن این موتور فیزیک پیشرفته با موتور های گرافیکی و سخت افزار های گوناگون ( مانند سی پی یو های کمپانی AMD ) نسبت به NVIDIA PhysX کمی راحت تر است و خروجی نهایی استفاده از Havok Physics/Cloth می تواند تاثیر گذار و فوق العاده باشد و می توان گفت این موتور فیزیک اصولا با سخت افزار های یکپارچه کنسول ها سازگاری بهتری دارد و هزینه تولید را ارزان تر و از چالش های پیش رو می کاهد.

در هنر سه بعدی، Marvelous Designer پیشرفتی در زمینه تولید شبیه سازی پارچه و بهینه سازی آن است. این نرم‌ افزار مدل‌ سازی سه بعدی سنتی را در شبیه‌ سازی پارچه اعمال می‌ کند و به طراحان اجازه می‌ دهد تا دارایی‌ های قابل استفاده مجدد سفارشی ایجاد کنند و شامل ویژگی «انیمیشن پین» است. علاوه بر این، اکثر ابزارهای رایج و رایگان مانند ZBrush – Blender ابزارهایی را برای شبیه‌ سازی لباس ارائه می‌ کنند که می‌ توانند به طور خودکار فیزیک را برای ایجاد تغییر شکل واقعی توسعه دهند. این نرم افزار ها همچنین دارای ویژگی های منحصر به فردی است که به صورت دستی چین و چروک ها را اضافه می کند.

راه حل های ممکن در آینده قابل پیش بینی چیست؟

از آنجایی که مسئله کلیدی ایجاد تغییر شکل پارچه واقعی، میزان قدرت محاسباتی سخت افزار هاست، ارتقا فناوری در آینده قطعا به توسعه دهندگان بازی آزادی بیشتری در خطوط لوله شبیه سازی خود می دهد. کنسول های نسل نهمی قدرتمند PS5 و Xbox Series X امکان داشتن تعداد فریم بیشتر را در مقایسه با کنسول های نسل هشتمی نزدیک تر می کنند. الگوریتم‌ های مبتنی بر هوش مصنوعی، که در موتور ها و ابزارها ادغام شده‌ اند، همچنین توانایی بهینه سازی دقیق تری دارند و در نتیجه باعث می شود رفتار لباس‌ ها را باور پذیر تر کند. با این حال، تغییر شکل پارچه در کنار شبیه‌ سازی‌ های سیال و تخریب پذیری در بازی ها همچنان سخت‌ ترین چالش ها در زمینه ساخت و توسعه بازی ها هستند و برای شبیه‌ سازی واقع گرایانه فیزیک پارچه، به ابزارهای مختلف و در هم تنیده ای نیاز است و برای ایجاد تعادل مابین این نرم افزار ها، وقت تیم توسعه بسیار گرفته می شود و هزینه ای گزاف بر روی دوش تیم توسعه دهنده وارد می کند. با تمامی این اوصاف شبیه سازی یک فیزیک پارچه واقع گرایانه برای برخی از بازی ها بسیار اهمیت دارد و همین طور شبیه سازی یک فیزیک پارچه واقع گرایانه باعث می شود که انیمیشن های تعبیه شده در بازی هم بیش از پیش طبیعی تر جلوه کند و در نهایت می توان گفت توان پردازشی بالای کنسول های نسل نهمی دست توسعه دهندگان را برای به نمایش گذاشتن یک فیزیک پارچه سطح بالا باز می گذارد و این توسعه دهنده است که آیا می خواهد با چالش های پیش رو در این زمینه روبرو شود یا خیر و همه چیز به ذهنیت و بلند پروازی های استودیوی سازنده بستگی دارد که قصد داشته باشد وارد این چالش فنی پیچیده کند و خود را مَحَک بزنند.