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En préparation du lancement complet de Foundation, le studio indépendant québécois Polymorph Games a collaboré avec le CDRIN pour améliorer la fidélité visuelle et les performances du jeu. Olivier Therrien, chercheur-programmeur au CDRIN, raconte cette intervention de R&D appliquée, directement intégrée au moteur propriétaire du studio. Trois volets ont été abordés: un nouveau système d’éclairage global, l’intégration de FSR2 via Vulkan, et l’amélioration du rendu de contours. Cette collaboration ciblée, ancrée dans les réalités de production, démontre la valeur d’une recherche technique bien outillée.
Polymorph Games, studio indépendant fondé en 2016, est à l’origine de Foundation, un jeu de simulation de type city-builder qui a dépassé 1M de ventes en mars dernier, 1 mois après la sortie officielle. Le studio développe son propre moteur de jeu, conçu spécifiquement pour ses besoins de production.
En vue de la sortie complète de Foundation, Polymorph Games souhaitait améliorer la fidélité visuelle du jeu, notamment au niveau de l’éclairage global en temps réel et des performances en haute résolution. Pour atteindre ces objectifs sans compromettre le pipeline existant, une collaboration ciblée de recherche appliquée avec le CDRIN a été mise en place. Une approche sur mesure, directement ancrée dans un contexte de production réel, a permis de traiter des enjeux techniques précis avec un haut potentiel d’intégration. L’objectif était de fournir des solutions concrètes, compatibles avec le flux de production et l’environnement technologique du studio, sans se lancer dans une exploration risquée ou dans des prototypes difficiles à intégrer.
En cadrant rigoureusement les risques associés à la recherche en production, cette intervention adaptée au contexte du studio a eu un impact tangible: accélération de l’intégration de fonctionnalités, validation de techniques avancées, et livraison d’outils réutilisables adaptés aux besoins du studio.
Dans un petit studio comme le nôtre, on peut parfois manquer d’expertise pointue dans un domaine, ou manquer de temps pour explorer des choses plus risquées ou incertaines. Le CDRIN nous a permis de partager ce risque, en explorant des techniques de rendu que nous n’aurions pas pu nous permettre autrement pour la 1.0 de Foundation. – Léo Carnaut-Delord, cofondateur et directeur technique, Polymorph Games
Une collaboration intégrée, fluide et bien outillée
Au-delà des résultats techniques, la qualité de la collaboration a joué un rôle clé. Le CDRIN s’est intégré au processus de production sans le ralentir. Léo Carnaut-Delord (cofondateur de Polymorph Games et directeur technique-programmeur) et moi-même (Olivier Therrien, chercheur-programmeur, CDRIN) avons travaillé en tandem, dans un échange continu, ancré dans la réalité du moteur propriétaire.
Le projet reposait aussi sur une complémentarité claire des rôles. Le CDRIN se concentrait sur les solutions techniques, proposait des pistes, développait des prototypes ciblés, produisait du code de référence et outillait le diagnostic. Le tout en interaction étroite avec Léo Carnaut-Delord.
Polymoprh de son côté, conservait la maîtrise du moteur et des décisions d’intégration. Chaque test, concluant ou non, était documenté. Ce travail rigoureux a permis d’itérer rapidement, sans perdre la trace de ce qui fonctionnait… ou pas.
Les échanges étaient fréquents, centrés sur les contraintes du moteur propriétaire et les priorités du jeu. La recherche ne se faisait pas à distance de la production. Elle s’y adaptait. Ce positionnement pragmatique, combiné à une expertise technique pointue, a permis de produire des livrables directement utiles.
Caractéristiques de la collaboration
– R&D ciblée sur des enjeux concretsIntégration directe dans un moteur propriétaire
– Codéveloppement chercheur/studio
– Itérations testées en production
– Documentation complète des pistes explorées
– Dialogue technique fluide et soutenu
– Livrables utilisables en production
L’utilité de ce type de R&D
Dans un moteur propriétaire, tout ajout technologique représente un coût. Le rendu temps réel exige en permanence de négocier entre qualité, performance et temps de développement. Pour un studio indépendant comme Polymorph Games, tester de nouvelles techniques avancées ou les adapter à un moteur propriétaire peut vite devenir un risque.
La collaboration avec le CDRIN visait à limiter ce risque grâce à un appui technique pointu (contribuer à certaines implémentations basées sur la recherche et aider à évaluer la faisabilité de ces solutions) tout en repoussant les capacités visuelles du jeu. L’approche était itérative, guidée par les contraintes du projet.
Travaux réalisés et implémentation
Éclairage indirect en espace écran avec masque de visibilité (SSILVB)
Le principal apport du CDRIN: l’implémentation d’une méthode d’éclairage global en espace écran, développée en interne et publiée sous le titre Screen Space Indirect Lighting with Visibility Bitmask. Cette méthode améliore les techniques traditionnelles comme SSAO ou SSGI grâce à un masque de visibilité angulaire, permettant une meilleure gestion de l’occlusion dans les géométries fines.
Elle a été intégrée dans le pipeline de rendu de Foundation comme complément au SSAO, avec des ajustements au niveau de l’échantillonnage, du calcul d’occlusion, et de la gestion des épaisseurs. J’ai fait l’intégration de cet algorithme directement dans le moteur du jeu Foundation, en collaboration avec Léo Carnaut-Delord.
Interopérabilité OpenGL-Vulkan pour FSR2
Polymorph Games souhaitait intégrer FSR2 d’AMD afin d’améliorer les performances à haute résolution. Comme FSR2 n’est pas compatible avec OpenGL, une couche d’interopérabilité OpenGL-Vulkan a été ajoutée. Cela impliquait la gestion des textures Vulkan, la synchronisation par sémaphores, et le partage de mémoire entre API graphiques.
Le développement a été progressif, a été testé conjointement par les deux équipes. La solution reste spécifique à l’architecture du moteur, mais elle a permis à Polymoprh Games de tirer parti de FSR2 dans un environnement OpenGL.
Rendu de contours (outline)
Un autre objectif du projet était d’améliorer le rendu des contours (utilisés pour la sélection d’objets par exemple). Le système initial, basé sur la géométrie de la scène, posait problème avec les objets transparents (feuillages, etc.) et générait des artefacts en présence de TAA ou d’upscaling.
Une nouvelle approche en espace image a été implémentée, basée sur l’analyse du depth buffer et du normal buffer. Cette méthode a permis un rendu de contours plus propre, anti-aliasé, configurable, tenant compte de la profondeur, avec support multi-couches.
Résultats et retombées concrètes
- Le SSGI basé sur la méthode SSILVB a permis d’améliorer l’éclairage ambiant, en offrant une meilleure occlusion autour des objets fins (comme les clôtures), ainsi que des rebonds de lumière diffuse indirecte plus crédibles de façon dynamique.
- L’ajout d’une chouche d’interopérabilité Vulkan a rendu possible l’utilisation de FSR2, avec un gain notable en performance pour les hautes résolutions.
- Le nouveau shader de contours offre des rendus plus cohérents, y compris sur les objets semi-transparents, et mieux intégré dans les effets d’anti-crénelage ou d’upscaling.
Cette collaboration entre Polymorph Games et le CDRIN s’est inscrite dans un cadre de production réel, avec des livrables sur des enjeux techniques directement intégrables dans le jeu. Elle a permis d’accélérer certaines fonctionnalités, de valider la faisabilité de techniques avancées, et de doter le studio d’outils adaptés à son moteur propriétaire.
Les technologies développées offrent au studio des leviers concrets pour améliorer la fidélité visuelle, optimiser les performances, et mieux maîtriser ses cycles de développement. En ce sens, les bénéfices d’affaires sont tangibles : réduction des risques, économies de ressources internes, et renforcement de la compétitivité technologique.
Le succès de ce type de collaboration repose sur une compréhension fine des contraintes de production, un périmètre bien défini, une capacité à proposer des solutions ciblées, et une grande fluidité dans les échanges. Lorsque ces conditions sont réunies, la recherche appliquée devient un véritable accélérateur d’innovation.
Le CDRIN poursuit dans cette voie : aider les studios à franchir des seuils technologiques en s’appuyant sur des approches rigoureuses, ancrées dans la réalité des outils et des pratiques de l’industrie.
