что такое детализация игры
17 примеров реалистичной детализации видеоигр, которые заслуживают аплодисментов
Примеры качественной проработки популярных видеоигр
Видеоигры – любимое развлечение для тех, кто хочет вырваться за рамки обыденного. Стать крутым солдатом, погонять на гоночном болиде, переместиться в иное время, в немыслимый мир… И чем правдоподобнее воссоздана и показана виртуальная реальность на экране, тем более захватывающей и затягивающей, как в черную дыру, становится игра.
1. GTA V
фото: Viiconov / reddit.com
Отвлекитесь от гонок и перестрелок, поднимите головы и посмотрите на небо: оно как живое, будто сам вышел на улицу городка штата Сан-Андреас.
2. GTA V
фото: AlexXD94 / reddit.com
3. Red Dead Redemption 2
фото: kensei- / reddit.com
Зрачки Артура Моргана реагируют на свет, плюс отличная детализация лицевой пластики.
4. Red Dead Redemption 2
фото: Throbbingprepuce / reddit.com
Помимо богато представленной материальной культуры времен Дикого Запада, в игре-вестерне много животных: кони, хищные звери. Есть и редкие твари, к примеру летяга, небольшая белка. Она занесена в Красную книгу.
5. Deus Ex: Mankind Divided
фото: FazBlood779 / reddit.com
6. Battlefield Hardline
фото: Hbit / reddit.com
Согласитесь, гамбургер настолько аппетитный, что в его сочную мякоть хочется немедленно вцепиться зубами.
7. Red Dead Redemption 2
фото: LazyLamont92 / reddit.com
С высоты птичьего полета ни за что не угадаешь, что перед нами виртуальная реальность. Какая вода: перелив цветов, береговая отмель, рябь и отражения солнечных бликов!
8. Marvel’s Spider-Man
На металлических частях костюма Человека-паука остаются отпечатки пальцев.
9. Marvel’s Spider-Man
фото: Hand-of-King-Midas / reddit.com
Превосходный рендеринг бронекостюма: подлинная фактура металла, тщательно отшлифованного, с небольшими отметинами от былых сражений.
10. Mortal Kombat
фото: SpiderNinja79 / reddit.com
Джонни Кейдж 11 держит фигурку в руке, и мы можем понять, что она принадлежит его дочери Кэсси.
11. Call of Duty: Modern Warfare
фото: just-that-diddy / reddit.com
На вашей виртуальной левой игровой руке одеты часы с натовским ремешком; причем они показывают реальное время.
12. Forza Horizon 4
фото: ClaudeVanFoxbat / reddit.com
13. Far Cry 5
фото: LukeVeras / reddit.com
Обратите внимание на руку водителя – видны не только волосы, но и напряженные жилы на левой руке.
14. Red Dead Redemption 2
фото: Captain_beeson / reddit.com
Очень реалистично показано сгоревшее дерево.
15. Control
фото: ilovecarolina / reddit.com
На пластиковом полу остались свежие следы от влажной тряпки.
16. The Division 2
фото: Pressedforwords / reddit.com
Старая разбитая раковина, плитка вокруг, металлические детали – как настоящие
17. Batman: The Enemy Within
фото: TheCrispiestSalsa / reddit.com
Каракули Джокера выглядят, будто написаны только что.
Что такое детализация игры
Это вторая часть нашего гайда. Первая, где собраны основные настройки вроде разрешения, качества текстур и теней, вы можете прочитать по ссылке.
Качество освещения (Lightning Quality)
То, насколько правдоподобно симулируется освещение в игре. Если это единственный подобный параметр в игре, то именно в эту настройку заложили уйму других, будь-то и объемный свет, и рассеивание лучей, и отражения, а иногда даже глобальное затенение. Освещение — это, пожалуй, вообще едва ли не самое основное из всего, что влияет на красоту картинки: оно делает ее объемной, натуралистичной, правдоподобной. Но и ресурсов все это дело «кушает» тоже немало. Именно поэтому, например, Nvidia так расхваливает свои новые RTX-видеокарты — они изначально разработаны под Ray Tracing — метод рендеринга, предполагающий правдоподобную симуляцию каждого луча.
Влияние на производительность
Зависит от движка, но почти во всех современных играх — очень сильное. Симулировать свет — это очень непросто, так что врубайте «ультра» только если у вас действительно мощная видеокарта.
Качество эффектов (Effects Quality)
Влияние на производительность
Тоже зависит от игры, чаще всего не особенно высокое. Но чем выше этот параметр, тем сильнее будет нагружаться ваша видеокарта в загруженных сценах, например, при масштабных перестрелках. Так что если игра начинает «подлагивать» в особо динамичные моменты, можно попробовать поиграться с этим ползунком, прежде чем снижать, например.
…Качество шейдеров (Shader Quality)
Шейдеры — это специальные программы для вашей видеокарты, исполняемые ее процессором. Грубо говоря, это такие «инструкции» от игры вашей GPU, по которым та понимает, как именно нужно отрисовывать тот или иной эффект. Чаще всего шейдеры используются для улучшения освещения, затенения, создания эффектов преломления лучей в воде (помните, как взрывала мозг та самая «шейдерная водичка из Half-Life 2: Lost Coast?), отражений, рассеиваний и так далее. Так что да, эта опция работает в тандеме с другими параметрами: качеством освещения и качеством теней. Существует три вида шейдеров: вершинные, геометрические и пиксельные, но игры, где можно отрегулировать качество каждого из них отдельно, встречаются невероятно редко.
Соответственно, чем выше качество шейдеров, тем лучше описанные выше эффекты, красивее тени и свет, реалистичнее геометрия — и тем сильнее нагрузка на видеокарту. Именно на видеокарту — потому что шейдеры считаются только GPU.
Влияние на производительность
Чаще всего — высокое. Например, в GTA V это один из самых «тяжелых» параметров в игре — снизив качество шейдеров с «Ультра» на средниее значение, вы получите прирост больше, чем в 15 FPS. Но бывает и так, что снижение этого параметра почти ничего не дает, как, например, в Mass Effect Anromeda.
3D-графика в играх: развитие и перспективы (29 фото)
Far Cry очень напоминает мир райского острова. Нажмите на картинку для увеличения.
Рендеринг с высоким динамическим диапазоном (High Dynamic Range Rendering, HDR-R) отвечает за яркие световые эффекты; искусственные 3D-источники света, создающие правдоподобные отражения на поверхностях; а также за ослепление и блики, если смотреть прямо на солнце. Пользователи видеокарт с Shader Model 3 были поражены сверкающими серебряными мечами и залитыми солнцем храмами из белого камня в Oblivion. Сегодня HDR-R с DirectX 10 позволяет вывести длинные лучи света, которые видны в Crysis или Stalker: Clear Sky; они пробиваются сквозь ветви и листья и создают чудесную игру теней.
Голливуд начал использовать подобный потенциал намного раньше, часто применяя специальные камеры, которые лучше захватывают интенсивность света, чтобы ближе подойти к восприятию человеческих глаз и мозга. На следующих страницах мы приведём множество визуальных сравнений между 3D-графикой и естественными природными эффектами, и всё это поможет нам наглядно продемонстрировать развитие и текущее состояние игр под ПК.
Статья состоит из двух частей. В первой мы обсудим развитие игр и персонажей, а также уделим внимание обзору современных эффектов освещения и эффектов глубины поверхностей. Вторая часть концентрируется на элементах огня и воды, в ней мы сравним голливудских монстров и специальные эффекты, поговорим о физике, а также сделаем некоторые прогнозы на будущее.
Стратегии реального времени (RTS) прошли через впечатляющее развитие. Графика, без сомнения, прогрессировала сильнее всего, хотя управление тоже постоянно улучшалось. Но в последние годы идеи и возможности топчутся на одном месте, создавая у многих геймеров впечатление, что раньше было лучше.
Внешний вид стратегий с 1994 по 2007 год. Нажмите на картинку для увеличения.
Дальнейшие продвижения в области стратегий реального времени немного сбавили яркие цвета, увеличили уровень детализации объектов и, в целом, привели к более естественному виду. Отдельных персонажей стало возможно отличать по обмундированию, можно приближать и удалять камеру, да и число войск значительно увеличилось. Однако для этого потребовался мощный CPU. Распределение персонажей на карте, расчёт искусственного интеллекта и управление увеличивающимся числом отдельных юнитов потребовало немалого количества вычислительных ресурсов. Да и современные видеокарты должны предоставлять достаточно ресурсов, чтобы с приемлемой скоростью отрисовывать эффекты шейдеров. Современные игры, такие как World in Conflict, ставят больший акцент на эффекты освещения, массивные взрывы, реалистичный дым, лучи солнца и массивные водяные поверхности.
Игра Knights of the Old Republic наверняка оказала влияние на разработчиков Mass Effect. Нажмите на картинку для увеличения.
Освещение и ослепление
HDR-рендеринг стал самым важным шагом в освещении окружения; без эффекта сияния создать отражения на серебре и золоте практически невозможно. HDR-рендеринг размывает освещённые поверхности и сильные источники света. Солнце подсвечивает облака на небе, металлические объекты отражают свет. Голливуд тоже использует подобные эффекты, например, когда оператор направляет камеру напрямую на источник света, компьютерная графика ослепляет зрителя или создаёт специальные эффекты. Потенциал этого был понятен давно, и новые камеры захватывают природные эффекты HDR намного лучше, чем раньше.
HDR-рендеринг стал хорошей причиной перехода на DirectX 10. Нажмите на картинку для увеличения.
Эффект сияния может выглядеть совершенно иначе от одной игры к другой. В Oblivion разработчики получили лучшие результаты с золотом и серебром. Rainbow Six Las Vegas использует движок UT3 Engine с DirectX 10. Источники света и неоновые лампы ослепляют довольно неприятно, сцены выглядят молочными и чрезмерно яркими. Blacksite Area 51 (UT3 Engine) тоже слепит светом довольно активно, хотя в игре вы проведёте больше времени, путешествуя по пустыне, где практически нет чрезмерных источников освещения. Только Mass Effect, похоже, взял UT3 Engine под контроль. Эффект ослепления был снижен до приемлемого уровня. Assassins Creed (DirectX 10) тоже дала убедительные результаты. Солнце и свечи дают золотисто-жёлтое сияние, графика обладает практически фотографическим качеством.
Побочным эффектом прямого солнечного света являются блики в объективе, представляющие собой крошечные круги света в поле зрения. В старых играх солнце и эффекты ослепления рисовались на кадре и симулировались, как и фоновая графика. В новых играх круги света могут перемещаться по полю зрения, и даже проявляться, когда источник света медленно открывается объектом.
Ещё одним эффектом HDR-рендеринга можно назвать отображение лучей, которые буквально протыкают тёмное окружение. В голливудских фильмах вы наверняка можете вспомнить пулевые отверстия в фанерных стенках, через которые свет пронзает помещение. Новое поколение игр DirectX 10 используют этот эффект, в частности, для усиления захода солнца. Если сияющий солнечный круг скрывается за деревьями или окном, то свет проникает через них в виде чётких лучей.
В DirectX 9 были возможны эффекты ослепления; DirectX 10 позволяет более точно прокладывать лучи. Нажмите на картинку для увеличения.
Особенность Crysis и Stalker: Clear Sky заключается в реалистичной смене дня и ночи, условия освещения меняются в зависимости от расположения солнца и игрока. Впрочем, подобный компьютерный эффект всё ещё не дотягивает до интенсивности фотографий или голливудских фильмов; ситуация должна улучшиться с новым поколением графических процессоров.
В Dark Messiah есть много уровней, в которых используются сложные эффекты освещения. Нажмите на картинку для увеличения.
Где есть свет, есть и тень. Чтобы объекты в освещённом окружении выглядели более реалистично, необходимы тени, причём они должны перемещаться вместе с источником света. Но включение теней почти всегда стоит немало ценной 3D-производительности, поэтому чем быстрее видеокарта, тем более изощрённые эффекты она может вывести без чрезмерного удара по производительности. В Oblivion было возможно вложить до 30% графической производительности только в тени на лицах, тени от травы и листвы.
Специальное использование источников света для подсветки ячеистых структур. Нажмите на картинку для увеличения.
Старые игры со стандартными тенями часто выводили тени в виде затемнённого кружка; объект всегда располагался в его центре независимо от освещения. В играх следующего поколения персонаж накладывался на поверхность подобно трафарету, причём часто использовалась упрощенная модель. Это вполне наглядно можно наблюдать в Morrowind, поскольку одежда полностью игнорируется, на поверхность накладывается голое тело.
Doom 3 стал небольшой революцией. Внезапно в игре появилось несколько источников света, таких как потолочные светильники или прожекторы, которые одновременно отбрасывают тени на стены, пол и потолок. По мере движения игрока и монстров, тени перемещаются, следуя фиксированным источникам света, становятся длиннее или короче. Чтобы пощекотать ваши нервы ещё сильнее, в игре есть подвешенные, мигающие и поворачивающиеся лампы, создающие подёргивающиеся и танцующие тени на стенах.
В DirectX 10 края теней мягче и более детальны. Нажмите на картинку для увеличения.
В современных играх используются мягкие тени, которые полностью накладывают шаблон персонажа с хорошей детализацией. В зависимости от положения солнца, тени персонажа и окружения становятся иногда длиннее, иногда короче. В Stalker или Crysis можно даже увидеть теневое изображение отдельных веток или листьев на полу. Даже если это звучит как простой графический трюк, он очень важен для восприятия в играх реального времени, поскольку позволяет более быстро реагировать на движения.
Контрастные тени давно уже не проблема; они становятся более интересными с мягкими границами. Нажмите на картинку для увеличения.
Уровень детализации игр реального времени или приключенческих игр долго не мог сравниться. В 2004 году Half Life 2 установила новый стандарт выражений лица и анимации персонажей. Как раз в то время началась кампания nVidia по продвижению шейдеров, которые позволили создать реалистичные оттенки кожи и индивидуальные выражения лиц. В 2006 году стратегии и ролевые/приключенческие игры стали настолько детализованными, что даже вплотную приблизив камеру, вы вряд ли найдёте разницу между ними и настоящими 3D-играми.
Развитие персонажей между 1997 и 2008 годами. Нажмите на картинку для увеличения.
Будучи сиквелом Morrowind, Oblivion тоже стала знаковым событием в мире графики. Впервые в игре стал использоваться HDR-рендеринг (Shader Model 3), а броня и мечи стали действительно сиять. Сложность отрисовки лиц персонажа очень впечатлила; многие движки регулировки включали дополнительно индивидуальный разрез и цвет глаз, форму губ, подбородка, рта и головы, в результате чего герой мог стать различимым, с собственным лицом. Однако столь широкая регулировка опций в игре не приводила к какому-либо эффекту. В Oblivion можно играть только за себя в одиночку, а компьютерных персонажей (NPC) ваш внешний вид и лицо совершенно не интересуют.
Новые игры, подобно Hellgate London, должны выиграть от подобного усложнения, поскольку персонажи могут встречаться через Интернет, и здесь индивидуальная внешность отнюдь не помешает. Разница ограничена размером фигуры, волосами, цветом кожи и различным оснащением, которое позволяет персонажу выделиться среди толпы. Если вы посмотрите на развитие, которое произошло между играми Oblivion и Drakensang, то наверняка заметите современную ситуацию стагнации. Эффекты окружения развиваются, но детализация героев остаётся прежней.
На следующей иллюстрации показаны дополнительные персонажи и различия, которые даёт используемая модель освещения. В Doom 3 используется много света и теней, которые позволяют графике выглядеть более детально. Gothic 3 и Oblivion вышли на рынок в 2006 году. Но если Gothic 3 продолжила использовать старые эффекты bloom-освещения, Oblivion была основана на новом HDR-рендеринге, который выделяет блестящие участки и подсвечивает цветные поверхности более мягко и аккуратно. Переход на DirectX 10 можно видеть по играм Assassin’s Creed и Mass Effect. Улучшенный HDR-рендеринг (Shader 4) позволяет графике выглядеть более реалистично.
С правильным типом освещения персонажи выглядят более реалистично. Нажмите на картинку для увеличения.
Эффекты глубины и наложение неровностей (Bump Mapping)
Первым играм пришлось довольствоваться глобальным источником освещения, тени и структуры просто добавлялись к сцене. Эволюция 3D-графики дала объектам большее число деталей, а различные источники света дали дополнительные тени. Поскольку многие объекты по-прежнему делались из больших поверхностей, структуры подобные стеклу, листьям или песку просто накладывались в качестве плоской текстуры. Если чему-то, например, рельсам или камню, нужно было выйти за пределы плоскости, то их приходилось задавать на сцене как полноценные 3D-объекты.
Попиксельное освещение позволяло симулировать структуру на поверхности. Песок получил волны, а стена из камня соответствующие неровности. В текстуре информация о высоте записывалась в виде шкалы яркости, которая переносилась на поверхность в виде теней.
Попиксельное освещение давало поверхности более гибкую структуру. Нажмите на картинку для увеличения.
Самая простая форма этой техники получила название карты неровностей (bump mapping), где информация о неровностях просто симулировалась. Поверхность оставалась гладкой, геометрия объекта на самом деле не менялась.
Космический корабль без карты неровностей (слева) и с картой неровностей (справа). Нажмите на картинку для увеличения.
Parallax Mapping и карты смещения (Displacement Mapping)
С появлением DirectX 9 технологии эффектов структуры (глубины) продолжали улучшаться. Техника parallax mapping использует модификацию текстурных координат, чтобы симулировать неровные поверхности. Впрочем, объекты и поверхности всё равно остаются гладкими и не изменяются.
Сдвиг в текстуре симулирует эффект глубины. Нажмите на картинку для увеличения.
В современных играх эффект parallax mapping проработан ещё лучше. Если вы посмотрите на поверхность, то структура будет очень детальной. Однако детализация текстуры зависит от освещения и от угла зрения. Чем меньше угол, тем меньше будет заметен эффект глубины.
При малых углах обзора трюк исчезает: неровности структуры только симулируются. Нажмите на картинку для увеличения.
Сравнение steep, parallax и bump mapping. Нажмите на картинку для увеличения.
Шар с bump mapping (слева) и с displacement mapping (справа).
Растительность, деревья и лес
С появлением GeForce 256 задачи трансформации и освещения перешли под ответственность графического чипа. До этого расчёты выполнялись на CPU. Более быстрые видеокарты, как предполагалось, должны увеличить уровень детализации и число 3D-объектов.
Эта сложная структура листвы рассчитывается видеокартой. Нажмите на картинку для увеличения.
В старых играх лес состоял из нескольких расставленных деревьев. Только недавно, в Far Cry и Crysis, стало возможным создавать впечатление непроходимых джунглей с пышной растительностью, расположенной без какого-либо порядка. Oblivion можно модернизировать с помощью Qarls Texture Pack, которая превращает однообразный ландшафт в более насыщенный, богатый и живой. 3D-игры по-прежнему не могут достичь уровня детализации природы; даже в Голливуде результаты трюков лучше. На левой картинке можно видеть деревья после цифровой обработки, это можно заметить по чуть более светлым оттенкам.
Лес на ПК улучшился значительно; в Crysis растительность расположена уже без какого-либо порядка. Нажмите на картинку для увеличения.
Может ли быть лучше?
Сравнение скриншотов: Crysis с Natural Mod и официальный скриншот. Нажмите на картинку для увеличения.
Что касается Far Cry 2, то существуют разные версии одной и той же игры. Самая крупная картинка, вероятна, была получена на Xbox, 3D-графика вполне достоверная. Маленькая картинка в середине соответствует версии ПК: есть небольшая расфокусировка, эффекты освещения создают лёгкий туман. Две картинки справа, опять же, являются официальными скриншотами производителя. На них можно видеть, что интенсивность лучей света очень глубокая, детали на земле выглядят лучше, структура скал реалистичная, а сложные деревья и кустарники просто впечатляют.
Благодаря более быстрым видеокартам и качественным текстурам, уровень детализации строений существенно улучшился. В первых 3D-играх дома, стены из камня и туннели выглядели плоскими, неравномерность структур создавалась простой отрисовкой. По мере увеличения вычислительной мощности, в играх появлялось всё больше встроенных структур; интерьеры и архитектуры становились более сложными, число ниш, углов, столбов, выступов и колонн быстро возрастало. В современных играх можно видеть более сложные строения, которые выглядят всё более реалистично. Конечно, игры для ПК всё ещё не могут конкурировать с Голливудом. Даже созданные компьютером строения в фильмах намного более детальны.
Эволюция строений в играх ПК. Нажмите на картинку для увеличения.
Строения графически прорисованы хорошо, но они могли бы быть выше и больше. Нажмите на картинку для увеличения.
Реалистичность гонок издавна упиралась в вычислительную мощность. Часто использовались такие трюки, как уменьшенная детализация окружения, размытые текстуры и ограниченная дальность видимости с помощью тумана. В последнее время такие трюки уже стали ненужными, поскольку 3D-производительность компьютерных систем уже вполне достаточная для вывода улицы, по которой проходит трасса, с такой же детализацией, что и сама машина. Теперь в гонки добавились эффекты скорости, отражения и различные модели повреждений. Вряд ли удивительно, что художники сконцентрируются больше на машинах, которые выглядят реалистично как никогда.
В Far Cry уже вполне можно было играть; Crysis использует реальные модели. Нажмите на картинку для увеличения.
Вертолёты всё ещё выглядят не очень естественно. Нажмите на картинку для увеличения.
Во второй части статьи мы поговорим об огне, воде, голливудских монстрах, спецэффектах и физике.