Photogrammetry คืออะไร? ทำไมอุตสาหกรรมเกมยุคใหม่ถึงชอบเอ่ยถึง

Photogrammetry in depth
Photogrammetry, The Washington Post

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้คำว่า “Photogrammetry” เป็นสิ่งที่ทางผู้พัฒนาเกมได้หยิบยกนำมาเป็นประเด็นสำคัญเสมอในกระบวนการสร้างภาพกราฟิกให้ออกมาราวกับโลกแห่งความเป็นจริงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ไม่ว่าจะเป็นเกมอย่าง Resident Evil 7 และ 2 ฉบับสร้างใหม่ หรือ Call of Duty: Modern Warfare และเกมอื่นๆ มันมีกรรมวิธีอย่างไรในการสร้าง และปัจจัยอะไรที่ทำให้มันจะกลายเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานในการสร้างเกมในหลังจาก

อะไรคือ Photogrammetry?

ในเชิงทั่วไปแล้ว Photogrammetry คือหนึ่งในศาสตร์สำหรับใช้ในการศึกษาเชิงมิติ รูปร่าง, สถานที่และค่าตัวแปรอื่นๆ จากภาพถ่ายของวัตถุ ซึ่งโดยปกติแล้วมันถูกใช้ในการศึกษาเชิงสถาปัตยกรรม, การแพทย์, การก่อสร้าง และใช้ในการสร้างแผนที่ต่างๆ บนโลก รวมไปถึงการนำไปใช้ในการทำโมเดลสามมิติสำหรับเทคโนโลยี VR และ AR อีกด้วย ซึ่งสิ่งที่ทำให้มันเป็นข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีอื่นๆ ก็คือการที่มันสามารถให้วัดค่าตัวแปรต่างๆ ได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องทำการวัดด้วยเครื่องมือวัดและการคำนวณจากสิ่งของหรือวัตถุที่มีอยู่จริง ซึ่งจะทำให้มันนำไปสู่การสร้างโมเดลในเกมที่มีความละเอียดสูงได้ราวกับวัตถุที่อยู่ในโลกจริงนั่นเอง

อันที่จริงศาสตร์ของการใช้ Photogrammetry นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่นัก มันมีการใช้งานในอุตสาหกรรมอื่นๆ มาแล้วมากมายในช่วงศตวรรษที่ 19 นับตั้งแต่ที่การถ่ายภาพถูกคิดค้นขึ้นมา แต่ในวงการอุตสาหกรรมเกมแล้วมันเป็นสิ่งที่นักพัฒนาเกมในช่วง 15-20 ปีที่ผ่านมาไม่ได้ใส่ใจไปกับมันมากนัก เนื่องด้วยเทคโนโลยีอันจำกัด ทั้งทางด้านซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ ซึ่งโดยปกติแล้วการสร้างวัตถุต่างๆ ในเกมนั้นจะเป็นการสร้างรูปทรงเรขาคณิตขึ้นมาและทำการตกแต่งมันให้กลายเป็นวัตถุในรูปแบบที่ต้องการซึ่งเป็นขั้นตอนที่ใช้ทั้งพลังงานและเวลาเป็นอย่างมาก ซึ่งการมาของ Photogrammetry ในอุตสาหกรรมเกมได้ทุ่นเวลาในขั้นตอนนี้ได้เป็นอย่างมากนั่นเอง

Photogrammetry ทำงานอย่างไร?

Photogrammetry สามารถทำได้ด้วยวิธีการที่หลากหลาย แต่หลักการพื้นฐานของมันก็คือการนำเอาภาพถ่ายมาใช้ประมวลผลในเชิงรูปทรงเรขาคณิต ที่โดยส่วนใหญ่แล้วจะมีการใช้กล้องถ่ายภาพหลายตัวทำการถ่ายภาพวัตถุเดียวกันจากหลายๆ มุมที่แตกต่างกัน โดยภาพถ่ายเหล่านั้นจะถูกนำมาหาจุดร่วมและกำหนดตำแหน่งของวัตถุ ผ่านโปรแกรมต่างๆ เช่น Agisoft Photoscan, RealityCapture หรือไม่ก็ Autodesk ReMake ซึ่งโปรแกรมจะทำหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลจากภาพถ่ายเหล่านั้น และนำมันมาสร้างเป็นโมเดลสามมิติที่สามารถนำไปใช้งานจริงได้ทันที

โดยแต่ละโปรแกรมก็จะมีจุดดีจุดด้อยที่แตกต่างกันออกไปตัวอย่างเช่น Agisoft ที่เป็นหนึ่งในโปรแกรมที่นิยมใช้การอย่างแพร่หลาย ด้วยการที่มันสามารถสร้างรายละเอียดของวัตถุขึ้นมาใหม่บนตัววัตถุได้เท่าที่ต้องการได้ และสามารถสร้างวัตถุนั้นๆ ขึ้นมาใช้งานซ้ำได้ แต่นั่นต้องแลกมาด้วยการที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ประมวลผลนั้นจะต้องใช้ทรัพยากรที่สูงมากโดยเฉพาะกราฟิกการ์ด ในขณะที่ Realitly Capture จะมีการใส่ฟิลเตอร์และทำการเบลอวัตถุเพื่อลด noise ที่เกิดจากภาพถ่าย และยังทำให้มันสามารถประมวลผลได้ไวกว่าและใช้ทรัพยากรเครื่องคอมพิวเตอร์น้อยกว่าอีกด้วย

ตัวอย่างการใช้ Photogrammetry

Call of Duty: Modern Warfare เป็นหนึ่งในเกมที่นำเทคโนโลยี Photogrammetry มาใช้งานเพื่อใช้ในการสร้างสภาพแวดล้อมที่สมจริง ทีมงาน Infinity Ward ผู้พัฒนาเกมได้มีการสร้างสิ่งของต่างๆ ภายในเกมนับพันชิ้น จากภาพถ่ายความละเอียดสูงที่ได้มาจากวัตถุที่มีอยู่ในโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งยังช่วยลดเวลาในกระบวนการสร้างให้กับพวกเขาอีกด้วย

“ถ้าคุณสร้างตัวละครตั้งแต่แรกเริ่มด้วยการร่างบนซอฟต์แวร์มันจะใช้เวลาราวหกสัปดาห์ในการทำงานทั้งหมดครับ และมันก็ยังต้องใช้เวลาอีกประมาณหนึ่งด้วยในการทำให้มันเกิดความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ อย่างละเอียดลออ ทั้งการทำสีและสิ่งอื่นๆ อีก มันเป็นอะไรที่ใช้เวลามากจริงๆ” คุณ Joel Emslie ผู้อำนวยการฝ่ายศิลป์ของเกม Call of Duty: Modern Warfare อธิบาย ซึ่งการมาของเทคโนโลยี Photogrammetry นั้นได้เข้ามาทุนแรงงานในส่วนนี้ได้เป็นอย่างมาก

Photogrammetry ได้ถูกนำมาใช้งานแทนที่การปั้นโมเดลสามมิติในรูปแบบเดิมๆ ที่ทีมงานเคยทำ โดยมันสามารถบันทึกค่าตัวแปรต่างๆ จากภาพถ่ายได้ทั้ง ขนาด, รูปร่างและรายละเอียดที่อยู่บนพื้นผิวของวัตถุ ด้วยการถ่ายรูปจากทุกมุมให้มากที่สุดเท่าที่มันจะทำได้ซึ่งในการถ่ายภาพวัตถุในเกม Call of Duty: Modern Warfare ทางทีมงาน Infinity Ward ได้ใช่กล้องกว่า 200 ตัวในการทำการถ่ายภาพวัตถุพร้อมๆ กัน ซึ่งจะทำให้พวกเขาได้ข้อมูลต่างๆ ที่ต้องการภายในเวลาเพียงชั่วเสี้ยววินาที

จากภาพถ่ายที่นำมาถูกประมวลผลเข้าด้วยกัน มันจึงได้กลายเป็นวัตถุดิจิทัลที่มีจำนวนโพลีกอนนับล้านที่ทำให้มันกลายเป็นรูปร่าง และยังมีรายละเอียดต่างๆ ที่ชัดเจนอีกด้วย โดยหน้าที่ในส่วนที่เหลือก็คือการปรับแต่งขนาดและรายละเอียดอีกเพียงเล็กน้อยเพื่อนำมันไปใช้ในการสร้างฉากของตัวเกมในขั้นตอนต่อไป

หนึ่งในตัวอย่างของวัตถุในเกมที่สร้างขึ้นโดยการใช้  Photogrammetry ก็คือ “รถยนต์” ที่อยู่ตามฉากซึ่งทางทีมงาน Infinity Ward ได้ร่วมมือกับทางทีมงาน 727 ในการถ่ายภาพรถยนต์ที่มีอยู่จริง และสร้างมันเป็นวัตถุดิจิทัลที่สามารถนำมาประกอบฉากในเกมได้ในเวลาเพียงแค่สามวันเท่านั้น

รถยนต์หนึ่งคันในเกมเกิดจากการภาพถ่ายรายละเอียดสูงกว่า 10,000 ภาพที่ถูกนำมาประมวลผล ซึ่งการประมวลผลนั้นกินเวลาร่วมสองวันจนสุดท้ายภาพถ่ายเหล่านั้นก็ได้กลายมาเป็นวัตถุหนึ่งชิ้นที่ประกอบไปด้วยโพลีกอนที่มีลวดลายสามมิติกว่า 50 ล้านชิ้นนั่นเอง โดยตัวโมเดลที่ได้มานี้จะถูกนำไปทำการปรับแต่งอีกร่วมสัปดาห์โดยเหล่าศิลปิน ในการทำการลบรายละเอียดที่เกิดจากความผิดพลาดออกจากพื้นผิวของวัตถุและขัดเกลาร่องรอยต่างๆ ที่ไม่ต้องการในช่วงสุดท้าย

แต่การทำวัตถุที่เต็มไปด้วยรายละเอียดเช่นนั้นหลายๆ ชิ้นในฉากมันจะเป็นงานที่หนักหนาสาหัสสำหรับทีมงานเป็นอย่างมาก และมันยังเป็นการกินทรัพยากรเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการเล่นเกมอีกด้วย ซึ่งนั่นทำให้นักออกแบบเกมต้องทำการลดขนาดของโพลีกอนที่ได้มาจากขั้นตอนของการทำ Photogrammetry โดยการใช้ซอฟต์แวร์อื่นๆ เข้ามาช่วยเหลือเพื่อทำให้มันสามารถถูกนำมาสร้างใหม่โดยมีจำนวนโพลีกอนที่ลดลงเหลือเพียงแค่ 50,000 ชิ้นเท่านั้น เพื่อให้มันเหมาะสมกับความละเอียดของฮาร์ดแวร์ในยุคปัจจุบัน และขั้นตอนนี้ยังสามารถทำได้ในเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมงเท่านั้นอีกด้วย

และนี่ก็คือขั้นตอนของการทำวัตถุหนี่งชิ้นด้วยเทคโนโลยี Photogrammetry จากวัตถุอีกนับพันที่ปรากฏอยู่ในโลกของวิดีโอเกมที่เราได้เล่นกันไปนั่นเอง

แหล่งข้อมูลอ้างอิง:

Total
23
Shares
23 Share
0 Tweet
0 Share
0 Share
Previous Post
nioh 2 preview

Nioh 2 ภาคต่อที่มาพร้อมกับความหลากหลายที่ทำให้มันเข้าถึงได้ง่ายยิ่งขึ้นกว่าที่ผ่านมา

Next Post
cyberpunk 2077 delayed

Cyberpunk 2077 เลื่อนวางจำหน่ายไปเป็น 17 กันยายนแล้ว

Related Posts
kratos

Raising Kratos เสียงสะท้อนของ ‘ครอบครัว’ จากนักพัฒนาสู่เกม God of War

‘God of War’ คำนี้ย่อมตามมาด้วยความคิดแรกก็คือความป่าเถื่อน สุดขีด บ้าคลั่งของตัวเอกอย่าง Kratos กับภารกิจพิชิตบิดาของเขาในไตรภาคก่อน แต่แล้วเมื่อ God of War ภาคล่าสุดมาถึง กลับกลายเป็นเขาที่ต้องดำรงหน้าที่ดังกล่าวแทน
อ่านต่อ
Zero Streamer

เหตุผลของคนเหงา แคสท์เกมไปทำไมในเมื่อก็ไร้คนดู?

แคสท์เกมทุกวันทำประจำก็ยังไม่มีคนดู หรือมันอาจไม่ใช่ทางของเรา หรือแม้จริงแล้วเราเองก็ไม่ได้ต้องการคนดู มาร่วมหาเหตุผลกันว่าทำไมเรายังแคสท์เกม
อ่านต่อ
cyberpunk 2077 class

เรื่องราวเบื้องลึกจากสามอาชีพหลักของผู้เล่นใน Cyberpunk 2077

อาชีพ หรือ class เป็นส่วนสำคัญในเกมแนว RPG และยิ่งเมื่อ Cyberpunk 2077 เป็นเกมที่มีรากฐานมาจาก pen-and-paper RPG อย่าง Cyberpunk 2020 ซึ่งในเกมดังกล่าวมีอาชีพหลักอยู่ 9 อาชีพ ได้แก่ Rockerboy, Solo, Netrunner, Techie, Media, Cop, Corporate, Fixer และ Nomad
อ่านต่อ
Total
23
Share