Решения, изменившие мир. Как игры стали трехмерными
Автор
Сергей Грицачук
Первые трехмерные игры появились благодаря тому, что компьютеры с векторными дисплеями научили выполнять «бумажные» преобразования.
В чем заключалась революционность внедрения 3D в играх
Какие студии стояли у истоков первых 3D-игр
Какие студии стояли у истоков первых 3D-игр
Каково значение 3D-игр для рынка компьютеров
В чем заключалась революционность внедрения 3D в играх
Человек живет в четырехмерном мире, воспринимая окружающую действительность объемной (трехмерной) картинкой, изменяющейся в реальном времени. Неудивительно, что разработчики компьютерных игр чуть ли не с самого начала стремились достичь максимального реализма! Одно измерение – время – представляло проблему только до появления Интернета, а вот с визуальным рядом вопросы остаются до сих пор. Нарисовать плоскую картинку на плоском экране – тривиальная задача, но придать ей глубину оказалось труднее. Забегая вперед, скажу, что она не решена и по сей день – все, что мы видим на экранах мониторов, есть обман зрения, представляющий все ту же двухмерную картинку, превращенную хитрыми технологиями в подобие пространства, обладающего глубиной.
Собственно, в последних и кроется революционность: придумать способы изображения трехмерных объектов так, чтобы они были похожи на реальные. Строго говоря, человечество давно изобрело методы рисования пространственных структур на бумаге: людям с техническим образованием и художникам наверняка знаком термин «изометрия». Первые трехмерные игры появились благодаря тому, что компьютеры с векторными дисплеями научили выполнять «бумажные» преобразования. А дальнейшему развитию и улучшению изображения способствовал исключительно рост мощности ПК.
Какие студии стояли у истоков первых 3D-игр
Представьте себе космический симулятор реального времени в духе сериала Star Trek, в который одновременно могли играть до 32 игроков, по восемь в каждой звездной системе. Представили? А в 1973 году? Правда, “Spasim” (“space simulation”) авторства Джима Бовери (Jim Bowery) был написан для уникального многопользовательского суперкомпьютера PLATO, намного опередившего свое время.
Итак, первопроходцами принято считать изометрические проекции: классикой жанра стали “Q*bert” (Gottlieb, 1982 г.), “Zaxxon” (Sega, 1982 г.) и “Knight Lore” (Ultimate Play The Game, 1984 г.), их дело подхватили “Elite” (Acornsoft, 1984 г.) и “Mercenary” (Novagen Software Ltd, 1985 г.), а перелом наступил в 1992-м. Вышедший тогда первый шутер/RPG “Ultima Underworld: The Stygian Abyss” (Blue Sky Productions) позволял протагонисту свободно перемещаться в текстурированном трехмерном мире, смотреть вверх/вниз, сражаться различными видами оружия и выполнять задания.
Каково значение 3D-игр для рынка компьютеров
Не было бы игр – не было бы стимула к разработке видеоускорителей и других компонентов ПК. Только дальнейшее развитие удержало десктопы на плаву: по сей день они уверенно обгоняют игровые приставки по части качества графики. Конечно, польза очевидна: программисты и математики поднаторели в освоении технологий, позволяющих создавать реалистичное трехмерное видео в реальном времени, но и только. Дошло до того, что разработчики начали внедрять научные расчеты в видеокарты (CUDA). К сожалению, все эти идеи завели их в тупик: пора бы переходить к реальной трехмерности и внедрению эффекта присутствия. Но, увы, пока для этого нет предпосылок, вот и толкут воду в ступе.
Выводы
Попытка улучшить атмосферу трехмерности в играх при помощи 3D-очков, с моей точки зрения, провалилась. Как ни старались Sony и NVIDIA, эффекта присутствия достичь не удалось: геймер – не манекен, и сидеть не шевелясь под строго выверенным углом к монитору не может. Но рано или поздно появятся идеи, позволяющие получить не костыли в виде псевдостереокартинки, а эффект полного погружения. Именно в этом, как мне кажется, и состоит будущее игр – геймер должен полностью ощутить себя частью виртуального мира. Первые шаги в данном направлении сделаны благодаря очкам Oculus Rift, которые помогли воссоздать максимально приближенную к реальности картинку. Но одного устройства отображения мало, нужны еще контроллеры (способы управления) и обратная связь. До тех пор, пока у игрока не будет возникать чувство усталости от долгого бега или ноющей боли от ожога заклинанием «огненный шар», говорить о полном погружении в трехмерную среду не приходится. Идеальный вариант – трансляция ощущений на соответствующие участки головного мозга – далеко впереди, но когда-нибудь ее осуществят. А в ближайшие годы игры, скорее всего, не претерпят существенных изменений, разве что разработчики очков виртуальной реальности и игровых контроллеров не придумают действительно чего-то из ряда вон выходящего.
В чем заключалась революционность внедрения 3D в играх
Человек живет в четырехмерном мире, воспринимая окружающую действительность объемной (трехмерной) картинкой, изменяющейся в реальном времени. Неудивительно, что разработчики компьютерных игр чуть ли не с самого начала стремились достичь максимального реализма! Одно измерение – время – представляло проблему только до появления Интернета, а вот с визуальным рядом вопросы остаются до сих пор. Нарисовать плоскую картинку на плоском экране – тривиальная задача, но придать ей глубину оказалось труднее. Забегая вперед, скажу, что она не решена и по сей день – все, что мы видим на экранах мониторов, есть обман зрения, представляющий все ту же двухмерную картинку, превращенную хитрыми технологиями в подобие пространства, обладающего глубиной.
Собственно, в последних и кроется революционность: придумать способы изображения трехмерных объектов так, чтобы они были похожи на реальные. Строго говоря, человечество давно изобрело методы рисования пространственных структур на бумаге: людям с техническим образованием и художникам наверняка знаком термин «изометрия». Первые трехмерные игры появились благодаря тому, что компьютеры с векторными дисплеями научили выполнять «бумажные» преобразования. А дальнейшему развитию и улучшению изображения способствовал исключительно рост мощности ПК.
Какие студии стояли у истоков первых 3D-игр
Представьте себе космический симулятор реального времени в духе сериала Star Trek, в который одновременно могли играть до 32 игроков, по восемь в каждой звездной системе. Представили? А в 1973 году? Правда, “Spasim” (“space simulation”) авторства Джима Бовери (Jim Bowery) был написан для уникального многопользовательского суперкомпьютера PLATO, намного опередившего свое время.
И дисплеи были векторными, а не растровыми (как сейчас), и модели были проволочными, но прошло семь лет, прежде чем появилась первая 3D-игра, Battlezone от Atari(1980-й): в ней игрок имел дело с проволочными моделями танков. С того момента трехмерные игры начали свое победное шествие, а разработчики – учиться создавать реалистичные модели игровых объектов.
Итак, первопроходцами принято считать изометрические проекции: классикой жанра стали “Q*bert” (Gottlieb, 1982 г.), “Zaxxon” (Sega, 1982 г.) и “Knight Lore” (Ultimate Play The Game, 1984 г.), их дело подхватили “Elite” (Acornsoft, 1984 г.) и “Mercenary” (Novagen Software Ltd, 1985 г.), а перелом наступил в 1992-м. Вышедший тогда первый шутер/RPG “Ultima Underworld: The Stygian Abyss” (Blue Sky Productions) позволял протагонисту свободно перемещаться в текстурированном трехмерном мире, смотреть вверх/вниз, сражаться различными видами оружия и выполнять задания.
Именно эта игра оказалась прародительницей целого направления, вдохновив коллег на создание “Deus Ex”, “Half-Life” и “BioShock”. К сожалению, теперь она забыта, несмотря на высокую популярность. Статус "первой в отрасли 3D-игры" незаслуженно присвоили представленной чуть позднее “Wolfenstein 3D” (id Software). Революция была налицо: впервые в компьютерной игре применили перспективу (благодаря ей объекты уменьшались, отдаляясь от игрока) и текстурирование (вместо однотонных граней – масштабируемые растровые изображения).
Воодушевленная успехом, id Software продолжила ежегодно выпускать по одной игре этого жанра. Появившийся следом шутер “Doom” хоть и использовал спрайтовых монстров, но уровни стали полноценно трехмерными, да и атмосфера реалистичнее, в отличие от мультяшного «Вульфа».
Преемник DOOM’а, “Quake” (1996 г.), уже имел полностью трехмерную графику, с полигональным движком и без всяких спрайтов; а еще через два года в шутере “Unreal” (Epic MegaGames, 1998 г.) нашли применение микрофактурные текстуры и прозрачность.
Эстафету подхватили разработчики «железа»: на это же время пришелся выход 3D-акселераторов и интенсивное создание графических технологий. Вскоре был продемонстрирован DirectX 6, давший специалистам стенсил, W-буфер, мультитекстурирование и многое другое. Затем в 1999-м геймеры узнали о DirectX 7, знаменитом модулем Transforms and Lighting, отвечающим за преобразование геометрии и аппаратный обсчет освещения, а дальше пошло-поехало. Джон Кармак (John D. Carmack), один из основателей студии id Software, назвал конец XX века «золотой эрой компьютерной графики», и был прав. Кстати, в 1998 году окончательно покорили четвертое измерение: снизились цены на Интернет, и “Lineage” (NCsoft) начала жить собственной жизнью, обретая миллионы поклонников.
Ситуацию «добили» “Lineage II” и “World of Warcraft” (Blizzard Entertainment): в 2003 и 2004 гг. множество игроков забросило реальную жизнь и переселилось в виртуальные миры. Последующие десять лет практически не принесли ничего нового: повышалась мощность видеоускорителей и CPU, совершенствовались механизмы обработки графики и игровые движки... но они по-прежнему создавали лишь иллюзию трехмерности, никаких революций больше не происходило. Разве что возникло огромное количество трехмерных игр, и в каждой из них авторы старались поразить воображение оригинальным гейм-плеем или спецэффектами.
Каково значение 3D-игр для рынка компьютеров
Не было бы игр – не было бы стимула к разработке видеоускорителей и других компонентов ПК. Только дальнейшее развитие удержало десктопы на плаву: по сей день они уверенно обгоняют игровые приставки по части качества графики. Конечно, польза очевидна: программисты и математики поднаторели в освоении технологий, позволяющих создавать реалистичное трехмерное видео в реальном времени, но и только. Дошло до того, что разработчики начали внедрять научные расчеты в видеокарты (CUDA). К сожалению, все эти идеи завели их в тупик: пора бы переходить к реальной трехмерности и внедрению эффекта присутствия. Но, увы, пока для этого нет предпосылок, вот и толкут воду в ступе.
Выводы
Попытка улучшить атмосферу трехмерности в играх при помощи 3D-очков, с моей точки зрения, провалилась. Как ни старались Sony и NVIDIA, эффекта присутствия достичь не удалось: геймер – не манекен, и сидеть не шевелясь под строго выверенным углом к монитору не может. Но рано или поздно появятся идеи, позволяющие получить не костыли в виде псевдостереокартинки, а эффект полного погружения. Именно в этом, как мне кажется, и состоит будущее игр – геймер должен полностью ощутить себя частью виртуального мира. Первые шаги в данном направлении сделаны благодаря очкам Oculus Rift, которые помогли воссоздать максимально приближенную к реальности картинку. Но одного устройства отображения мало, нужны еще контроллеры (способы управления) и обратная связь. До тех пор, пока у игрока не будет возникать чувство усталости от долгого бега или ноющей боли от ожога заклинанием «огненный шар», говорить о полном погружении в трехмерную среду не приходится. Идеальный вариант – трансляция ощущений на соответствующие участки головного мозга – далеко впереди, но когда-нибудь ее осуществят. А в ближайшие годы игры, скорее всего, не претерпят существенных изменений, разве что разработчики очков виртуальной реальности и игровых контроллеров не придумают действительно чего-то из ряда вон выходящего.
Опубликовано 01.10.2013