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  • So entstehen Skyrim, Fallout und Co.: Das modulare Level-Design von Bethesda erklärt - Teil 2

    Auf der diesjährigen Game Developers Conference hielten Level-Designer Joel Burgess und Art-Designer Nate Purkeypile von den Bethesda Game Studios einen interessanten Vortrag über das modulare Level-Design ihrer Spiele. Im ersten Teil des Specials behandelten wir bereits die Vor- und Nachteile der Level-Kits und der modularen Konstruktion einer Spielwelt. Nun werfen wir einen Blick auf die Erschaffung dieser Werkzeuge. Von der Konzeption, bis hin zu Anwendung.

    Rollenspiele wie The Elder Scrolls 5: Skyrim und Fallout 3 entstehen bei Bethesda mit Hilfe sogenannter Level-Kits. Dabei handelt es sich um verschiedene, umfangreiche Baukasten-Systeme, die den Level-Designern zur Erschaffung der Dungeons, etwa Höhlen und Ruinen sowie anderer Innenareale, zur Verfügung gestellt werden. Geschaffen werden diese Entwickler-Werkzeuge bei Bethesda von nur zwei Mitarbeitern, die sich um die ständige Anpassung und Verbesserung der Level-Kits kümmern, während die Level-Designer mit ihnen arbeiten. Welche Vorteile, aber auch welche Nachteile dieses System bietet, erfahrt ihr im ersten Teil unseres Specials zum modularen Level-Design.

    Auf der diesjährigen Game Developers Conference in San Francisco hielten Level-Designer Joel Burgess und Art-Designer Nate Purkeypile von Bethesda Game Studios eine ausführliche Präsentation über das modulare Level-Design ihrer Spiele. Damit ihr einen Einblick in den Entwicklungsprozess mit Hilfe des modularen Level-Designs bekommt, haben wir diese in verständlicher Form übersetzt und zusammengefasst. In diesem Teil behandeln wir die Entstehung der Level-Kits. Von der Konzeptionsphase durch die Kit-Gestalter, bis hin zur Anwendung durch die Level-Designer.

    Grundsätzliche Überlegungen vor der Entstehung

    Bevor die eigentliche Konzeptionsphase der Level-Kits beginnt, sammeln die Entwickler grundlegende Überlegungen, die während der Entwicklung von essentieller Bedeutung sind. Etwa die virtuellen Dimensionen der Einzelteile, also die Größe der Bestandteile in den Level-Kits. Die Größen werden in verschiedenen Einheiten gemessen, auf die wir hier zugunsten der Vereinfachung nicht näher eingehen. So ist ein Spiele-Charakter etwa 128 Einheiten groß, was ungefähr zwei Metern entspricht. Anhand dessen kann bereits im Vorfeld festgelegt werden, welche Dimensionen Türen und Durchgänge im Spiel haben müssen und es wird ein Standard festgelegt, der für alle Abteilungen von Bedeutung ist. Wenn die Türen eine einheitliche Mindestgröße besitzen, können sie problemlos, ohne dass Konflikte entstehen, von einem Level-Kit in ein anderes importiert werden. Auch für die Entwickler, die für Charaktermodelle, Animationen, künstliche Intelligenz, etc. zuständig sind, sind dies wichtige Informationen.

    Neben der Höhe, wird logischerweise auch die Breite eines Durchganges festgelegt, der in der gesamten Spielwelt mindestens zwei Charaktermodelle fassen sollte. Somit entstehen im fertigen Spiel keine Konflikte mit der künstlichen Intelligenz und den Charaktermodellen, wenn zwei Charaktere versuchen, gleichzeitig durch eine Tür oder einen Durchgang einer Höhle zu laufen. Ebenso machen sich die Entwickler an dieser Stelle bereits Gedanken darüber, wie steil Abhänge sein dürfen und wie weit die K.I. in der Lage sein soll, solche Abhänge zu überwinden. Während Steigungen nicht mehr als 60° betragen sollten, kommt es natürlich auch darauf an, was bei der Charakteranimation gut und natürlich aussieht. Deshalb legen sich die Entwickler auf eine Neigung von etwa 30-45° fest, die begehbare Flächen im Spiel höchstens betragen sollten.

    Je nachdem, ob die Spielwelt direkt in das Spielgeschehen eingebunden wird, wie es etwa bei Deckungs-Shootern und Plattformern der Fall ist, müssen die Entwickler eine Reihe zusätzlicher Faktoren bedenken. Etwa, wie weit der Spiele-Charakter in der Lage ist zu springen, um über verschiedene Plattformen hüpfen zu können und wie tief er fallen darf, ohne Schaden zu erleiden. In Deckungs-Shootern kommt es vor allem auf die Ausmaße der Deckungen an, hinter denen sich der Spieler verstecken kann. Wie groß müssen Umgebungs-Objekte mindestens sein, um die Spielfiguren zu decken? Wie hoch dürfen sie maximal sein, damit der Spieler über sie hinwegspringen oder aus der Deckung heraus schießen kann? Diese Fragen sollten weitgehend geklärt werden, bevor die Level-Kits konzipiert werden.

    Die Konzeptionsphase der Level-Kits

    In der Konzeptionsphase eines Level-Kits arbeiten bei Bethesda ein Kit-Gestalter, der später für dieses Kit zuständig sein wird, und ein Level-Designer, der mit diesem arbeiten muss, zusammen, um grundlegende Aspekte festzulegen. Hier werden die grundlegenden Ideen zum entsprechenden Level-Kit gesammelt, bevor ein erstes Modell entwickelt wird. Dazu gehören der optische Stil des Kits und wie es sich von anderen Arealen des Spiels unterscheidet, welche Art von Abschnitten im Spiel damit geschaffen werden soll, wie es angewandt und wie oft es verwendet werden soll. Diese Dinge müssen bereits vor der Entwicklung des Level-Kits festgelegt werden und Gestalter und Level-Designer müssen hier auf einen gemeinsamen Nenner kommen, um mögliche Konflikte in Zukunft zu vermeiden und einen möglichst flüssigen Arbeitsablauf zu gewährleisten.

    Um den visuellen Stil des Level-Kits genauer zu bestimmen, wird während der Konzeptionsphase oftmals mit Concept Art, sofern vorhanden, oder beispielartigem Material gearbeitet. Sehr wichtig ist auch die Frage, in welchem Umfang das entsprechende Level-Kit verwendet werden soll. Während das Level-Kit für Höhlen in Skyrim sehr häufig zum Einsatz kam, da es viele, natürliche Untergrundsysteme in der Spielwelt gibt, wurde das Level-Kit, mit dem der Rattenweg der Diebesgilde erstellt wurde, nur an zwei Stellen im Spiel verwendet. Dies ist wichtig, um den Umfang und die Vielfalt der einzelnen Bestandteile eines Level-Kits zu bestimmen.

    Die Level-Kits bestehen zudem aus sogenannten Sub-Kits, untergeordneten Kategorien (zum Beispiel kleine Räume, große Räume, Hallen, etc.). Wie oft ein Level-Kit zum Einsatz kommt, wirkt sich auf den Umfang und die Anzahl der Sub-Kits aus, die am Ende enthalten sein werden. So bestand das Höhlen-Kit für Skyrim aus sieben Sub-Kits mit bis zu 50 Einzelteilen, das Rattenweg-Kit lediglich aus drei Sub-Kits mit deutlich weniger Inhalt. Den ungefähren Umfang eines Level-Kits während der Konzeptionsphase festzulegen, kann also hilfreich sein, um zu bestimmen, wie vielfältig es sein und wie viel Zeit für die Erstellung eingeplant werden sollte.

    Die Test-Phase - Erstellung eines Prototypen

    Nachdem Kit-Gestalter und Level-Designer das grundlegende Konzept für das Kit festgelegt haben, beginnt eine Test-Phase, in der sämtliche Ideen virtuell umgesetzt und auf ihre Funktionsfähigkeit getestet werden. Hier kommt erstmals der Editor zum Einsatz, um Einzelteile für ein Level-Kit zu erstellen. Dennoch werden zunächst lediglich Test-Objekte erstellt, die weder über Texturen, noch über einen hohen Detailgrad verfügen. Im Vordergrund stehen in dieser Phase die Proportionen, logische Verknüpfungen zwischen den Einzelteilen und andere, essentielle Aspekte, die notwendig sind, um Einzelteile zu erstellen, die untereinander kombinierbar sind. Daher geht diese Phase relativ zügig vonstatten.

    Jedes Level-Kit besitzt, genau wie seine Einzelteile, einen sogenannten Fußabdruck. Dieser ist das auf einem Gitter angelegte Fundament für jedes Kit. Auch wenn die Fußabdrücke sämtlicher Einzelteile und Sub-Kits unterschiedlich sein können, sollten diese größentechnisch ein Vielfaches voneinander sein, damit sie später optimal zusammengesetzt werden können. Wenn die Proportionen nicht übereinstimmen, kann es schnell passieren, dass ein zu klein dimensionierter Raum für Lücken und Zwischenräume sorgt. Mehrere Räume mit den Maßen 512x512x512 können problemlos mit Gängen verbunden werden, die 256x256x256 abmessen. Befindet sich dazwischen jedoch ein Raum mit den Maßen 384x384x384, entsteht eine Lücke, die nicht mit den Gängen ausgefüllt werden kann, die in dem Kit enthalten sind.

    Jedes Teil verfügt zudem über Verbundstellen. Ein einfacher Gang verfügt logischerweise über zwei solcher Stellen, jeweils an einem Ende. Ein Raum hingegen verfügt über so viele Verbundstellen, wie Ausgänge vorhanden sind und so weiter. Je größer diese Verbundstellen sind, desto leichter können die einzelnen Teile zusammengesetzt werden, ohne dass Konflikte entstehen und Zwischenräume können auf diese Weise deutlich einfacher erkannt werden. Üblicherweise beträgt die Größe der, sich später teilweise überlappenden, Verbundstellen etwa das Anderthalbfache des Fußabdruckes.

    Zu beachten ist außerdem, dass der Fußabdruck eine Grenze darstellt. Alles, was über die Fläche, also den Fußabdruck, hinausgeht, ist im Spiel quasi non-existent. Daher ist es wichtig, dass Wände und andere, sichtbare Abgrenzungen und Objekte innerhalb des Fußabdruckes erstellt werden und nicht an die Kanten stoßen. Lediglich Verbundstellen, ob zwischen einzelnen Teilen oder ganzen Kits, dürfen diese Grenzen übertreten, wenn sie später mit anderen zusammengesetzt werden. All diese Dinge müssen bei der Erstellung eines Level-Kits bedacht werden und die Test-Phase bedarf daher oftmals vieler Anpassungen.

    Die Level-Designer testen diese nur rudimentären Bausteine während dieser Phase, sobald sie einigermaßen funktionstüchtig sind und prüfen sie ständig auf Fehler. Aufgrund der diversen Einsatzmöglichkeiten, testen die Level-Designer die Kits und deren Bestandteile nicht nur gemäß ihres Verwendungszweckes, sondern darüber hinaus. Gegebenenfalls legen sie auch Limitierungen fest und sprechen diese mit den Kit-Gestaltern ab. Welche Fehler bei der Konstruktion eines Level-Kits entstehen können, zeigt das folgende Beispiel:

    Der Gang und die Tür des Raumes treffen nicht aufeinander. Eine Anpassung der Bauteile ist nötig, um das Problem künftig zu vermeiden. Der Gang und die Tür des Raumes treffen nicht aufeinander. Eine Anpassung der Bauteile ist nötig, um das Problem künftig zu vermeiden. Quelle: blog.joelburgess.com Das Bild zeigt einen Gang, der den westlichen Ausgang eines Raumes mit dem südlichen verbindet und um den Raum herum verläuft. Jedoch lassen sich die Teile nicht so aneinanderreihen, dass der Gang mit dem Durchgang aufeinandertrifft. Zwar können die Kit-Gestalter bei solchen Fällen speziell dafür angefertigte Teile erstellen, welche die Lücken füllen, jedoch behebt dies nicht das zugrunde liegende Problem und kann nur in diesem einen Fall angewandt werden. Die Lösung ist die Überarbeitung der Einzelteile, etwa die Eck-Stücke, die an einem Ende zu lang sind, wie in dem Bild zu erkennen ist. Die Kit-Gestalter überarbeiten die Teile nun so, dass sie kürzer ausfallen, der Gang am westlichen Ausgang näher am Raum liegt und sich die Teile damit so weit nach rechts verschieben, dass sie am südlichen Ausgang passen.

    Die "Graybox-Phase"

    Wenn die sogenannte Graybox-Phase beginnt, ist die grundlegende Funktionstüchtigkeit der Level-Kits und ihrer Bestandteile bereits weitgehend sichergestellt. Nun werden die Level-Kits weiter ausgearbeitet. Begonnen wird meist mit einem Level-Kit, das später am häufigsten Anwendung finden soll. Denn somit können viele Probleme beim finalen Layout schneller und besser erkannt werden. In erster Linie geht es hier um erweiterte Funktionen innerhalb eines Level-Kits, nicht um das Aussehen der einzelnen Teile. So werden Drehpunkte für die Achsen jedes Teils festgelegt und platziert, damit sie im Editor bei der Gestaltung der Levels beliebig gedreht und geneigt werden können. Üblicherweise befindet sich solch ein Drehpunkt in der unteren Mitte eines Bauteils.

    Die Achsen- und Drehpunkte jedes Teils werden meist in der unteren Mitte angelegt. Die Achsen- und Drehpunkte jedes Teils werden meist in der unteren Mitte angelegt. Quelle: de.slideshare.net Außerdem arbeiten Kit-Gestalter und Level-Designer an dieser Stelle zusammen, um das Schema für die Bezeichnung der einzelnen Teile festzulegen. Die Teile müssen so benannt werden, dass jeder umgehend erkennen kann, warum es sich dabei handelt und wie es einzuordnen ist. Ein Beispiel aus Fallout 3 lautet "UtlBayCorInMidL01":

    Utl - Bezeichnung für das übergeordnete Level-Kit (hier: Utility-Kit)

    Bay - Bezeichnung für das untergeordnete Sub-Kit (hier: Bay-Sub-Kit)

    Cor - Abkürzung für Corner (Ecke), gefolgt von "In" oder "Out"

    In/Out - Bezeichnung die Ausrichtung der Kurve des Eck-Teils

    Mid - Gängige Abkürzung für ein Fliesen-Teil, in diesem Fall eine Bodenplatte

    L/R - Für "links" oder "rechts", Kennzeichnung für gespiegelte Teile

    01 - Hinweis darauf, dass mehrere Teile dieser Art existieren

    Hinter dem Gewirr aus Buchstaben und Ziffern steckt ein ausgeklügeltes System zur Benennung sämtlicher Teile eines Level-Kits. Hinter dem Gewirr aus Buchstaben und Ziffern steckt ein ausgeklügeltes System zur Benennung sämtlicher Teile eines Level-Kits. Quelle: blog.joelburgess.com

    Die Ausgestaltung der Level-Kits

    Nun funktionieren die Level-Kits nahezu vollständig und sind im besten Falle fast fehlerfrei. An dieser Stelle der Entwicklung werden sie dem gesamten Entwickler-Team vorgestellt und auch die visuelle Gestaltung kann endlich beginnen. Es finden Besprechungen über den aktuellen Zustand und die zukünftigen Pläne der Level-Kits statt und die anderen Level-Designer können die Level-Kits nun verwenden, um eigene Layouts zu gestalten und Feedback beizusteuern.

    Die Art-Designer gestalten zunächst nur einen Teil des Level-Kits und korrigieren anhand von Feedback gegebenenfalls die Optik, bevor sie ein gesamtes Level-Kit gestalten. Dies ist ein sehr aufwändiger Prozess und nimmt vergleichsweise viel Zeit in Anspruch. Auch ist es von Vorteil, mit einfachen Gestaltungen zu beginnen, statt mit aufwändigen, optisch beeindruckenden Teilen, wie einem Gang mit einer Statue. Denn die einfachen Teile finden deutlich häufiger Anwendung und sollten damit bei der Gestaltung vorgezogen werden.

    Das Level-Kit und seine Bestandteile der Zwergen-Ruinen. Das Level-Kit und seine Bestandteile der Zwergen-Ruinen. Quelle: blog.joelburgess.com

    Ein anhaltender Prozess: die Politur-Phase

    Sind die Level-Kits ausgestaltet, beginnt die Politur-Phase, welche bis zur Fertigstellung des Projektes andauert. Die Kit-Gestalter können die Level-Kits nun auf die Bedürfnisse anpassen, die bei der tatsächlichen Verwendung entstehen. Dazu gehören die Beseitigung von Fehlern und das Hinzufügen zusätzlicher Funktionen. Die Level-Designer und Kit-Gestalter sollten dabei möglichst ausführliche Gespräche führen, um festzustellen, was sich in dem zur Verfügung stehenden Zeitrahmen umsetzen lässt oder ob Alternativen zur Verfügung stehen und Änderungen tatsächlich notwendig sind.

    Erweiterte Techniken der Kit-Gestaltung

    Ein Problem bei der Anwendung des modularen Level-Designs ist jedoch weiterhin die möglicherweise auftretende Ermüdung beim Spieler, da sich modular aufgebaute Level meist auch genau so anfühlen. In der Regel sind sämtliche Einzelteile in 90-Grad-Winkeln angelegt und das fällt in der Spielwelt früher oder später unweigerlich auf. Um dies zu verhindern, nutzen die Entwickler von Bethesda eine Reihe von Techniken, die gegen die Regeln des modularen Aufbaus verstoßen, aber hingegen für ein abwechslungsreicheres Feeling sorgen.

    Eine der Schlüssel-Techniken zur Vermeidung solcher Auffälligkeiten wie der 90-Grad-Architektur ist die "Snap to Reference"-Technik. Diese erlaubt den Entwicklern, Objekte im Editor in einem beliebigen Winkel anzulegen und anschließend als Referenz für weitere Objekte zu verwenden, die daran ganz normal angelegt werden. Zwar entstehen auf diese Weise Lücken zwischen Objekten mit unterschiedlichen Winkeln, jedoch können diese auf verschiedene Arten ausgefüllt werden.

    Snap-to-Reference: Bausteine werden in einem beliebigen Winkel angelegt und als neue Referenz festgelegt. Snap-to-Reference: Bausteine werden in einem beliebigen Winkel angelegt und als neue Referenz festgelegt. Quelle: blog.joelburgess.com Für den Rattenweg und andere Höhlensysteme in Skyrim, die natürlich wirken sollten, nutzte Bethesda das "Pivot and Flange"-System. Jedes Teil in der Höhle kann sich beliebig drehen und in verschiedenen Winkeln anordnen lassen. Auch hier entstehen Zwischenräume, welche die Entwickler mit Torbögen ausfüllten, die optisch zu den Wänden der Höhle passten.

    Lücken, die bei der Zusammensetzung von Bausteinen entstehen, werden mit Hilfe von Torbögen kaschiert. Lücken, die bei der Zusammensetzung von Bausteinen entstehen, werden mit Hilfe von Torbögen kaschiert. Quelle: blog.joelburgess.com Um Höhlen zu gestalten, bedienten sich die Entwickler von Bethesda einer sehr einfachen Methode, die nahezu keine Nachteile birgt. Die Form der mit standardmäßigen Kit-Teilen aufgebauten Höhle bekommt ein natürlicheres Aussehen, indem die Level-Designer auf frei platzierbare Wände und andere Hilfsmittel (im Bild gelb) zurückgriffen, die sie in der Höhle platzierten.

    Höhlen werden mit Hilfe einiger Tricks so verformt, dass sie eine individuelle Optik erhalten. Höhlen werden mit Hilfe einiger Tricks so verformt, dass sie eine individuelle Optik erhalten. Quelle: blog.joelburgess.com Damit konnten Ecken ausgefüllt und abgerundet und die Form der Höhle so verändert werden, sodass sie nicht wie ein Rechteck, sondern weniger künstlich und natürlicher wirkte. Der Grad an Variation, der damit bei den verschiedenen Höhlen erreicht werden kann, ist logischerweise sehr hoch und es gibt zahlreiche solcher Tricks, die bei der Entwicklung eines Spiels mit modularem Level-Design angewandt werden und teilweise dringend nötig sind, um unschöne Auffälligkeiten zu kaschieren.

    15:41
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http://www.videogameszone.de/Spiele-Entwicklung-Thema-35261/Specials/So-entstehen-Skyrim-Fallout-und-Co-Das-modulare-Level-Design-von-Bethesda-erklaert-Teil-2-1067744/
02.05.2013
http://www.videogameszone.de/screenshots/medium/2013/04/Bethesda_modulares_level_design.jpg
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