V Rising: Detrás del reino de los vampiros construido en 1,600 sistemas ECS

Descubre cómo Stunlock Studios hizo su monstruosa aventura de supervivencia de vampiros en mundo abierto para PC y llegó a aún más jugadores con el lanzamiento en PlayStation®5.

¿Cómo se hace un juego de supervivencia Multiplayer a gran escala? V Rising ofrece una visión siniestra de este género popular, en el que los jugadores se convierten en vampiros en un enorme mundo abierto. Stunlock tenía grandes ambiciones y amplió su alcance en consecuencia al implementar Unity Data-Oriented Technology Stack (DOTS) y High Definition Render Pipeline (HDRP) en las primeras etapas del desarrollo a fin de construir una base estable y escalable para su juego más complejo hasta la fecha.

Con la pila de tecnología basada en datos (DOTS), Stunlock tenía la arquitectura de código flexible que necesitaba para gestionar eficazmente el desarrollo de su proyecto, que era cada vez más grande, mientras que HDRP permitía acceder a efectos visuales de alta fidelidad, como la niebla volumétrica, que eran vitales para establecer una atmósfera gótica. Con una planificación acertada y las herramientas adecuadas en su arsenal, Stunlock lanzó V Rising en PC para celebrar las revisiones en el acceso anticipado y nuevamente en el lanzamiento, antes de extender aún más la vida útil del juego con un puerto PlayStation 5 aclamado por la crítica. El juego ha vendido más de 5 millones de copias hasta la fecha.

Los resultados

• Crearon un mundo de juego expansivo, basado en servidores, que se extiende sobre cinco kilómetros cuadrados, con ocho biomas únicos.
• Transmisión y renderizado de más de 160,000 objetos interactuables en tiempo real
• Gestionó 21 000 prefabs integrados, 450 subescenas integradas, 1600 sistemas ECS y 2700 Particle Systems
• Ahorró cientos de horas al usar Unity Profiler para identificar rápidamente el código que no era óptimo y la creación innecesaria de basura
• Eliminó varios ms de frame lag con SRP Batcher.
• Registra altas métricas de participación, con jugadores que pasan un promedio de 35 horas en el juego y obtienen más de 3,4 millones de trofeos de red PlayStationTM y logros de Steam hasta la fecha
• Implementaron funciones específicas para PlayStation 5, incluido el chat de voz automatizado, compatibilidad con Haptic Feedback del control inalámbrico DualSenseTM, activadores adaptativos y efectos de sonido del control, además de un sistema PlayStation Trophy.

Alcanza el mundo del juego

Para el entorno de V Rising, el continente de Vardoran, Stunlock imaginó un mundo interactivo y persistente con ocho biomas distintos. Cada uno estaría envuelto en niebla, con un ciclo de día/noche con luces y sombras en tiempo real, que tendrían que seguir funcionando durante el tiempo de ejecución para ofrecer un juego en línea uniforme. "Decidimos implementar todo en Unity sin restricciones, lo que nos ha dado mucha libertad para crear el reino de los vampiros de nuestros sueños", dice Fredrik Haraldsson, cofundador del estudio y programador de sistemas.

Ampliar las operaciones con DOTS

Stunlock había seguido de cerca el proyecto recientemente anunciado DOTS de Unity, que presentaba soluciones para muchos de los desafíos de rendimiento que anticipaban. Aunque la tecnología aún era experimental, V Rising estaba en las primeras etapas del desarrollo y los programadores de Stunlock ya tenían experiencia con el diseño orientado a los datos. Adoptar la tecnología en las primeras etapas también les daría la oportunidadUnity de asociarse más estrechamente con Unity y obtener soporte para el proyecto a cambio de probar DOTS en batalla en producción.

Entusiasmados por el potencial que esto podría liberar para V Rising, los desarrolladores de Stunlock comenzaron a crear el marco técnico para el proyecto en Unity 2019.3, mientras que el resto del equipo continuó creando prototipos utilizando el motor interno que habían utilizado anteriormente para crear Battlerite a fin de mantener el flujo de desarrollo.

Drenaje de rendimiento de eliminación

Crear la arquitectura del proyecto de V Rising con DOTS y ECS tomó tiempo, pero los beneficios pronto se hicieron evidentes. "Con DOTS, creamos una base que podía manejar mucho más contenido y aprovechar las entidades y los assets de streaming de manera efectiva", dice Rasmus Höök, cofundador y director técnico de Stunlock Studios. Las subescenas y la transmisión de assets se utilizan para cargar y descargar elementos de forma dinámica durante el tiempo de ejecución según lo que el jugador puede ver dentro del juego. Esta técnica hace que explorar el enorme mundo de V Rising sea una experiencia mucho más eficiente para los jugadores.

Construir V Rising con ECS también significó aprovechar la integración de subescenas para administrar el contenido del juego. Debido a que las entidades son incompatibles con el sistema de escenas básico de Unity, no se pueden incluir directamente en las escenas Unity. En cambio, la integración permite que las entidades se carguen desde las escenas, lo que convierte sus componentes de GameObject y MonoBehaviour en entidades y componentes de ECS que se pueden cargar en el tiempo de ejecución.

Rasmus argumenta que esta clara separación de los datos del tiempo de ejecución y los datos del Editor es uno de los mayores beneficios de trabajar con DOTS y entidades. "Trabajamos en el Editor para crear prefabs, que son básicamente GameObjects estándar con MonoBehaviours. Sin embargo, estos prefabs son solo para fines de edición y no se utilizan directamente en el juego en sí", explica. "En cambio, pasan por un proceso llamado integración, en el que se convierten en componentes del tiempo de ejecución. Dado que los prefabs de creación solo se utilizan en el Editor, nos permite agregarles funcionalidad y datos para mejorar el flujo de trabajo sin preocuparnos por desordenar el juego en sí".

El uso de prefabs de creación de esta manera facilita la actualización de V Rising. En lugar de modificar un elemento de un sistema y pedir a artistas y diseñadores que actualicen miles de prefabs relacionados, los programadores de Stunlock simplemente pueden modificar el código de integración para extraer los datos que requiere el sistema actualizado. "Esto ayuda con el mantenimiento, pero obviamente también ayuda con el rendimiento", dice Rasmus. "Debido a que en el prefab puede haber datos exclusivos del Editor, los cuales no se convierten en un componente de tiempo de ejecución, por lo que te saltas toda esa carga".

Superar los obstáculos

Como anticipó Stunlock, trabajar con tecnología experimental tiene algunos obstáculos. "Muchos de los problemas que tuvimos al principio fueron autoinfligidos. Muchas de las entidades que creamos eran demasiado grandes, tienen muchos componentes, lo que significa que no podemos encajar tantas entidades como nos gustaría", dice Rasmus. "Para resolver este problema, los hicimos más pequeños y aumentamos los tamaños de los fragmentos, lo que mejoró mucho. Solo puedes hacer algo cuando ya hiciste el juego, aparte de aprender de la experiencia".

Debido a que trabajar con DOTS representa una desviación significativa de los paradigmas de desarrollo Unity anteriores y es más complejo, Stunlock se incorporó al equipo gradualmente. A los programadores se les asignaron pequeñas tareas de escritura de componentes simples y creación de código para que se acostumbraran al nuevo proceso de creación. Pronto, utilizaron componentes de DOTS, como C# Job System, y crearon herramientas para acelerar el desarrollo y mejorar la garantía de calidad en todo el equipo.

"Utilizando C# Job System, creamos herramientas que pueden escanear las mallas del proyecto en busca de geometría duplicada o calcular la densidad de polígonos de una malla para identificar assets que pueden necesitar reducir la cantidad de triángulos subpíxeles", explica la artista técnica Filippa Arvidsson.

"El enfoque orientado a los datos de DOTS es mi nueva forma preferida de trabajar con el código en Unity, ya que me resulta muy intuitivo cuando superas el bache inicial de cambiar tu forma de pensar de GameObjects a sistemas. Y los beneficios del rendimiento también son una gran ventaja, por supuesto».

Para los miembros menos técnicos del equipo, Stunlock implementó flujos de trabajo sobre la base de código DOTS a fin de que la contribución al proyecto fuese más sencilla. Un flujo de trabajo permite la creación de componentes de prefabs que generan y escuchan eventos predefinidos, como los efectos que ocurren cuando un jugador aparece, o mejoras que se aplican cuando se cumplen ciertas condiciones. Con este sistema, los diseñadores pueden crear elementos de juego modulares y manejables sin tener conocimientos técnicos profundos de DOTS.

El segundo flujo de trabajo, creado principalmente para la implementación de funciones, tiene diseñadores trabajando en una capa de scripting con una API restringida. Esto les permite crear sus propios scripts que pueden interactuar con los componentes y registrarse en diferentes eventos, lo que agiliza la producción.

Impulsa gráficos y jugabilidad con HDRP

V Rising está integrado en HDRP, lo que permitió acceder a capacidades gráficas de mayor fidelidad que moldearon la experiencia del jugador de formas interesantes.

"Volumetric Fog es absolutamente el efecto visual que más influyó en el juego", dice Rasmus. "Cuando nuestros artistas supieron que íbamos a usar HDRP, adaptaron el estilo en torno a eso. Por eso, HDRP influyó en el aspecto general del juego". Además de crear atmósfera y agregar sabor visual a los hechizos y las habilidades, Volumetric Fog se utiliza como una mecánica de línea de visión que enmascara las áreas que el jugador no puede ver.

Stunlock utiliza Physically Based Sky de HDRP para administrar el ciclo día/noche de V Rising, que incluye mecánicas de juego que fueron cruciales para lograr lo correcto. Durante el día, el jugador recibe daño si se queda con la luz del sol y debe esconderse en las sombras para moverse por el mundo. Había que definir claramente las zonas seguras y nocivas para que esta mecánica no resultara frustrante.

"El renderizado en tiempo real es muy importante, tanto para crear transiciones hermosas entre diferentes horas del día, como para informar visualmente al jugador de dónde lo quemará el sol", dice Filippa. "HDRP funcionó muy bien para esto, ya que permitió que nuestros artistas configuraran diferentes perfiles de volumen para diferentes horas del día para diferentes áreas, entre las que pudimos combinarnos sin problemas".

Stunlock aprovechó al máximo la capacidad de programación del HDRP para crear cientos de efectos visuales, shaders y pases de posprocesamiento personalizados. Filippa recuerda un efecto, creado como un pase de posprocesamiento personalizado, que oscurece los objetos cercanos a la cámara, que aparece durante todo el juego y se utiliza para establecer el estado de ánimo en V Rising desde el principio.

"Por ejemplo, en la cripta inicial, hay estos altos pilares que se elevan sobre el vampiro. El pase de posprocesamiento hace que se vean más oscuros cuanto más cerca están de la cámara", dice. "Inmediatamente establece esta atmósfera tan inquietante, que agrega mucho".

Stunlock también personalizó el código fuente del HDRP según sus necesidades, eliminando las funciones y los cálculos redundantes para mejorar el rendimiento. Ampliaron los perfiles de volumen para impulsar los componentes más allá de los efectos típicos HDRP. Esto permitió que los desarrolladores de juegos menos técnicos, como los artistas y diseñadores, configuraran fácilmente elementos como el clima, la música y los efectos de sonido en diferentes escenas de forma independiente en el Editor.

"Fue realmente poderoso poder exponer esto a los artistas", dice Filippa. "De esta manera, pudieron hacer que cada bioma tuviera el aspecto querían exactamente en cada momento del día, con un soporte tecnológico mínimo. Definitivamente ahorró mucho tiempo».

Buscando sangre nueva en PlayStation 5

V Rising es el primer juego de consola de Stunlock y, cuando Sony se les acercó, aprovechó la oportunidad para asumir un nuevo desafío y llegar a millones de jugadores más en Playston 5.

Los programadores comenzaron actualizando las versiones Unity para aprovechar las mejoras adicionales en el rendimiento de ECS 1.0. El subproceso principal de la compilación para PC había sido un factor limitante, por lo que utilizaron C# Job System para distribuir el trabajo a otros subprocesos. Programar de forma segura les ayudó a crear fácilmente trabajos en el subproceso principal que no interfirieran con otras tareas. "Realizamos la mayoría de nuestras actividades anteriores al desarrollo de las entidades 1.0 y, ahora, después de haberlas actualizado, usamos mucho el diario para ver lo que está sucediendo, lo que también nos ha resultado muy útil", dice Rasmus.

Por el lado de los gráficos, Filippa señaló que la agrupación por lotes tenía un gran impacto en el rendimiento del renderizado PlayStation 5, por lo que creó herramientas en HDRP para un flujo de trabajo UDIM modificado que les permitiera combinar mallas secundarias con diferentes materiales a fin de reducir las llamadas de dibujo. "Es probable que esto nos ahorrara varios ms del lado de la CPU, ya que los datos de renderizado se podían enviar a la GPU de una manera mucho más eficiente", dice.

Tomar el control de la noche

Entre la versión 1.0 para PC, el lanzamiento PlayStation 5 y una asociación reciente con la legendaria franquicia Castlevania de Konami Digital Entertainment (KONAMI), V Rising ha ido aumentando gradualmente. Es un logro técnico excepcional de un pequeño equipo dispuesto a experimentar con audacia con nueva tecnología para crear experiencias cautivadoras y únicas para los jugadores.

Con DOTS, Stunlock podía agregar "mucho más de todo" a V Rising con problemas mínimos de rendimiento, mientras HDRP les ayudaba a crear efectos visuales inquietantes para una experiencia más envolvente y atractiva para los jugadores. Hoy en día, V Rising es uno de los juegos basados en DOTS más grandes del mercado, basado en líneas de código. Unity aprovecha las estadísticas de la producción para hacer que el Editor sea aún más eficiente y estable para los creadores que crean juegos ambiciosos.

«Desde el principio, no era nuestra intención tener tantos elementos dinámicos y destructibles: fue algo que sucedió porque pudimos hacerlo», dice Rasmus. "Es un testimonio de lo bueno que es el ECS y los importantes beneficios de rendimiento que puede lograr. Sin DOTS, el V Rising que tenemos hoy habría sido muy diferente".

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