Procedural Grass в Ghost of Tsushima

Здесь трава — это не набор расставленных мешей. По сути это GPU-driven procedural pipeline, который генерирует, фильтрует и рендерит растительность почти полностью на стороне GPU.

Цели у системы довольно практичные:

• минимальная нагрузка на CPU
• масштабируемость для большого open world
• высокая визуальная плотность
• правдоподобное поведение на ветру

😡Procedural placement

Растительность не хранится как тысячи объектов сцены. Вместо этого на поверхности генерируются seed points — компактные записи, описывающие будущую траву. В них обычно лежат:

• тип растения
• вариация формы
• плотность
• параметры анимации

Распределение сидов учитывает особенности поверхности:

• угол наклона (slope)
• высоту
• тип материала
• контекст окружения (дороги, тропинки и т.п.)

За счёт этого данных хранится немного, а плотность растительности можно менять динамически.

⚡️ GPU-driven pipeline

CPU здесь в основном задаёт правила. Основная работа происходит на GPU.

Упрощённо пайплайн выглядит так:

seed data → visibility pass → LOD selection → instance buffer → indirect draw

Используются:

• compute shaders для подготовки instance buffer
• GPU frustum и distance culling
• indirect draw calls

CPU не управляет миллионами объектов — он лишь передаёт исходные данные и параметры.

LOD управляет не только геометрией

LOD здесь работает не просто как «меньше полигонов дальше от камеры». Меняется и геометрия, и плотность растительности:

• рядом с камерой — полноценные blades
• на средней дистанции — grass cards
• вдали — impostor-поля

Так удаётся сохранить ощущение плотного травяного покрытия без перегрузки GPU.

Система ветра

Фирменный “Wind of Tsushima” — важная часть визуального стиля игры. Для движения травы используется vector field. Он задаёт направление и силу ветра в пространстве.

Поверх этого комбинируются:

• крупные порывы ветра
• мелкие высокочастотные колебания
• локальная деформация от персонажа

Реакция травы задаётся кривыми (curve parameters), поэтому движение выглядит естественно и не синхронно.

Оптимизации

Несколько вещей, которые делают систему дешёвой:

• секторный procedural culling
• очень компактные instance-данные
• многоступенчатые GPU-буферы

pipeline буферов выглядит примерно так:

visibility → LOD → final draw buffer

В результате одна травинка описывается буквально несколькими байтами данных.

Почему эта система интересна

Ghost of Tsushima хорошо показывает современный подход к растительности:

• data-driven
• GPU-centric
• процедурная генерация
• масштабируемость для open worlds

Трава здесь — не просто декор. Это часть динамической системы окружения, которая реагирует на ветер, камеру и игрока.

🎥 Доклад от разработчиков:
https://www.youtube.com/watch?v=Ibe1JBF5i5Y