Розвиток графічних технологій в іграх - Про все - Ігри
Добрий день геймери та геймерки.
Отже, всі великі зміни в графічному плані ігор нам нав'язують три компанії — Microsoft (з кожною новою версією DirectX), AMD. NVIDIA (З кожним новим графічним процесором). Згадаймо нещодавні ігри, які стали суттєвим проривом у комп'ютерній графіці – Morrowind, Doom 3 та Far Cry. Прорив полягав у тому, що до цих ігор ніхто не уявляв, що так може виглядати віртуальний світ, ніхто не бачив таких реалістичних відображень і відблисків на воді, ніколи освітлення не було таким схожим на реальність. Піксельні шейдери (Pixel Shader) – ось винуватець усьому цьому.
Еволюція ігор.
Warcraft переможно прокотився світом у 1994 році. Використовувалася проста графіка з одним кутом огляду, до якої були додані фіксовані тіні, намальовані, об'єкти при цьому виглядали пластиковими. Протягом, що вийшов у 1995 році, графіка була трохи покращена, але найбільшою зміною стало підвищення дозволу, що дозволило зробити пікселі менш помітними. Це був необхідний крок уперед, зокрема, за зручністю читання тексту. Реальна 3D графіка тоді ще не використовувалася. Вона вперше з'явилася в третій частині серії, яка вийшла в 2002 році - одразу ж помічаєш, що оточення та персонажі начебто впали в коробку з фарбами. Все було надмірно забарвлене і насичене, кожен ефект демонструвався візуально. Магія та спеціальні можливості супроводжувалися ефектами освітлення, гра всюди сяяла та світилася. Ось так виглядали стратегії з 1994 до 2007 року.
3D-ігри повинні удосконалюватися швидше, вони повинні ставати ближче до природи. Графіка змінюється досить швидко завдяки новим ефектам шейдерів. Вода виглядає цілком реалістично, ефектипогоди та сонячного світла стають більш природними. Фільтр фільму в Mass Effect досить суперечливий - дещо грубе зерно створює розмиття, яке трохи розфокусує краї та кольори. Це призводить до більш реалістичного відображення оточення та людей, але не всім таке розмиття подобається.
Ефект блиск може виглядати зовсім інакше від однієї гри до іншої. У Oblivion розробники отримали найкращі результати із золотом та сріблом. Rainbow Six Las Vegas використовує двигун UT3 Engine з DirectX 10. Джерела світла та неонові лампи засліплюють досить неприємно, сцени виглядають молочними та надмірно яскравими. Blacksite Area 51 (UT3 Engine) теж сліпить світлом досить активно, хоча у грі ви проведете більше часу, подорожуючи пустелею, де практично немає надмірних джерел освітлення. Тільки Mass Effect, схоже, взяв під контроль UT3 Engine. Ефект засліплення було знижено до прийнятного рівня. Assassins Creed (DirectX 10) також дала переконливі результати. Сонце і свічки дають золотисто-жовте сяйво, графіка має практично фотографічну якість.
Побічним ефектом прямого сонячного світла є відблиски в об'єктиві, що є крихітними колами світла в полі зору. У старих іграх сонце та ефекти засліплення малювались на кадрі та симулювалися, як і фонова графіка. У нових іграх кола світла можуть переміщатися полем зору, і навіть виявлятися, коли джерело світла повільно відкривається об'єктом.
Особливість Crysis та Stalker: Clear Sky полягає в реалістичній зміні дня та ночі, умови освітлення змінюються залежно від розташування сонця та гравця. Втім, подібний комп'ютерний ефект досі не дотягує до інтенсивності фотографій або голлівудських фільмів; ситуація має покращитися з новим поколінням графічнихпроцесорів.
Старі ігри зі стандартними тінями часто виводили тіні у вигляді затемненого гуртка; об'єкт завжди розташовувався у його центрі незалежно від освітлення. В іграх наступного покоління персонаж накладався на поверхню подібно до трафарету, причому часто використовувалася спрощена модель. Це цілком наочно можна спостерігати у Morrowind, оскільки одяг повністю ігнорується, на поверхню накладається голе тіло.
ID Software зі своєю грою Doom 3 збирався зробити невелику революцію. У грі з'явилося кілька джерел світла, таких як світильники для стель або прожектори, які одночасно відкидають тіні на стіни, підлогу і стелю. У міру руху гравця та монстрів, тіні переміщаються, слідуючи фіксованим джерелам світла, стають довшими або коротшими. Щоб щекотати ваші нерви ще сильніше, у грі є підвішені, миготливі і повертаються лампи, що створюють тіні, що підсмикуються і танцюють на стінах. Збирався, але зробила цю революцію гра The Chronicles of Riddick: Escape from Butcher Bay випередила Doom 3 на два місяці. У DirectX 10 краї тіней м'якші та детальніші.
У сучасних іграх використовують м'які тіні, які повністю накладають шаблон персонажа з гарною деталізацією. Залежно від положення сонця, тіні персонажа та оточення стають іноді довшими, іноді коротшими. У Stalker чи Crysis можна навіть побачити тіньове зображення окремих гілок чи листя на підлозі. Навіть якщо це звучить як простий графічний трюк, він дуже важливий для сприйняття в іграх реального часу, оскільки дозволяє швидше реагувати на рухи.
Рівень деталізації ігор реального часу чи пригодницьких ігор довго було порівнятися. У 2004 році Half Life 2 встановила новий стандарт виразів обличчя та анімаціїперсонажів. Якраз у той час розпочалася кампанія nVidia з просування шейдерів, які дозволили створити реалістичні відтінки шкіри та індивідуальні вирази облич. У 2006 році стратегії та рольові/пригодницькі ігри стали настільки деталізованими, що навіть впритул наблизивши камеру, ви навряд чи знайдете різницю між ними і справжніми 3D-іграми.
Будучи сиквелом Morrowind, Oblivion також стала знаковою подією у світі графіки. Вперше в грі став використовуватися HDR-рендерінг (Shader Model 3), а броня та мечі стали справді сяяти. Складність малювання облич персонажа дуже вразила, багато двигунів регулювання включали додатково індивідуальний розріз і колір очей, форму губ, підборіддя, рота і голови, внаслідок чого герой міг стати помітним, з власним обличчям. Однак настільки широке регулювання опцій у грі не призводило до будь-якого ефекту. В Oblivion можна грати тільки за себе поодинці, а комп'ютерних персонажів (NPC) ваш зовнішній вигляд та обличчя зовсім не цікавлять.
Нові ігри, подібно до Hellgate London, повинні виграти від подібного ускладнення, оскільки персонажі можуть зустрічатися через Інтернет, і тут індивідуальна зовнішність аж ніяк не завадить. Різниця обмежена розміром фігури, волоссям, кольором шкіри та різним оснащенням, що дозволяє персонажу виділитися серед натовпу. Якщо ви подивитеся на розвиток, що відбувся між іграми Oblivion та Drakensang, то напевно помітите сучасну ситуацію стагнації. Ефекти оточення розвиваються, але деталізація героїв залишається незмінною.
На наступній ілюстрації показані додаткові персонажі та відмінності, які дає модель освітлення, що використовується. У Doom 3 використовується багато світла та тіней, які дозволяють графіку виглядати більш детально. Gothic 3 та Oblivion вийшли на ринок у 2006року. Але якщо Gothic 3 продовжила використовувати старі ефекти bloom-освітлення, Oblivion була заснована на новому HDR-рендерингу, який виділяє блискучі ділянки та підсвічує кольорові поверхні більш м'яко та акуратно. Перехід на DirectX 10 можна бачити за іграм Assassin Creed і Mass Effect. Покращений HDR-рендерінг (Shader 4) дозволяє графіку виглядати більш реалістично. З правильним типом освітлення персонажі виглядають реалістичніше.
Попіксельне освітлення дозволяло симулювати структуру на поверхні. Пісок отримав хвилі, а стіна з каменю відповідає нерівності. У текстурі інформація про висоту записувалася як шкали яскравості, яка переносилася поверхню як тіней. Попіксельне освітлення давало поверхні гнучкішу структуру.
Найпростіша форма цієї техніки одержала назву карти нерівностей (bump mapping), де інформація про нерівності просто симулювалася. Поверхня залишалася гладкою, геометрія об'єкта насправді не змінювалася.
Космічний корабель без карти нерівностей (ліворуч) та з картою нерівностей (праворуч).
Зрушення у текстурі симулює ефект глибини.
У сучасних іграх ефект parallax mapping опрацьований ще краще. Якщо ви подивіться на поверхню, структура буде дуже детальною. Однак деталізація текстури залежить від освітлення та від кута зору. Чим менший кут, тим меншим буде помітний ефект глибини. При малих кутах огляду трюк зникає: нерівності структури лише симулюються.
З технікою steep parallax mapping ефект глибини структури ще більше виражений проти звичайної технікою parallax mapping. У Stalker: Clear Sky процедура була покращена, проте, знову ж таки, структура, як і раніше, симулюється - при малих кутах огляду нерівності структури зникають.
Порівнянняsteep, parallax і bump mapping.
Куля з bump mapping (ліворуч) та displacement mapping (праворуч)
У 3D-грі потрібно набагато більше одного дерева, що складається зі справжнього листя, хоча навіть найсучасніші ігри продовжують використовувати трюки. Щоб обчислювальне навантаження було якнайменше, тільки грубі структури, такі як стовбур дерева, товсті гілки або основний каркас куща створюються як реальні об'єкти. Трава, очерет, листя та гілки є текстурами, тобто пофарбованими поверхнями, що симулюють пишну рослинність. Це дозволяє намалювати повноцінний ліс, але ні листя, ні гілки не будуть реагувати на торкання - гравець проходитиме крізь них так, ніби їх не існує. Якщо гра не така складна, то листя та кущі навіть не забезпечують можливість сховатися за ними від супротивника, хоча через них ви нічого не бачите.
Стовбури дерев та товсті гілки є 3D-об'єктами: трава, листя та очерет - просто симуляція у вигляді текстур
У старих іграх ліс складався з кількох розставлених дерев. Тільки нещодавно, у Far Cry і Crysis, стало можливим створювати враження непрохідних джунглів з пишною рослинністю, яка розташована без будь-якого порядку. Oblivion можна модернізувати за допомогою Qarls Texture Pack, яка перетворює одноманітний ландшафт на більш насичений, багатий і живий. 3D-ігри, як і раніше, не можуть досягти рівня деталізації природи; навіть у Голлівуді результати трюків кращі. На лівій картинці можна бачити дерева після цифрової обробки, це можна помітити трохи світлішими відтінками.
Ліс на ПК покращився значно; в Crysis рослинність розташована вже без будь-якого порядку
Порівняння скріншотів: Crysis з Natural Mod та офіційний скріншот.
Що стосується Far Cry 2, тоіснують різні версії однієї і тієї ж гри. Найбільша картинка, ймовірна, була отримана на Xbox, 3D-графіка цілком достовірна. Маленька картинка всередині відповідає версії ПК: є невелике розфокусування, ефекти освітлення створюють легкий туман. Дві картинки праворуч, знову ж таки, є офіційними скріншотами виробника. На них можна бачити, що інтенсивність променів світла дуже глибока, деталі на землі виглядають краще, структура скель реалістична, а складні дерева та чагарники просто вражають.
Порівняння скріншоту Far Cry 2 з версією для ПК та офіційними скріншотами
Міста - справа зовсім інша. Розробникам ігор сьогодні цілком під силу створити ілюзію невеликого містечка. Однак більшість будівель будуть лише ширмою - будинок із чотирма стінами та дахом, але без інтер'єру. Щоб геймер не загубився, є два методи: Morrowind, Gothic та Oblivion дозволяють геймеру входити майже у всі будинки, але кількість будівель невелика, навіть у містах. GTA, Assassin's Creed та Half Life 2 симулюють велике місто, але входити можна лише у будівлі, важливі для гри. Решта лише ширма.
Краще освітлення дозволяє відбиттям і кольорам виглядають природніше
У Far Cry вже можна було грати; Crysis використовує реальні моделі
Гелікоптери все ще виглядають не дуже природно