Графика в современных играх

На заре развития игровой индустрии геймеры поражались красивой графики в таких играх как Half Life, Quake 3 или Unreal Tournament. На момент выхода эти игры были одними из самых технически совершенных. Но время не стоит на месте, и играя сейчас в хиты прошлых лет уже нет того восхищения. На развитие графики в играх существенное влияние оказала технология DirectX — API используемое для создания игр для операционной системы Windows. Начиная с версии DirectX 8.0 появилась шейдерная поддержка. Проще говоря, создание красивой реалистичной картинки с визуальными эффектами теперь занималась процессор видеокарты вместо центрального процессора. Благодаря этой технологии мы имеем реалистичную графику в современных играх.

В данном обзоре мы предлагаем вам познакомиться со списком лучших по нашему мнению игр с красивой графикой для ПК платформы.

Destiny 2

Дата выхода: 2017 год
Жанр: кооперативный Sci-Fi шутер от первого лица
Разработчик: Bungie
Издатель: Activision

Многопользователький шутер Destiny 2 — прямое продолжение первой части. Сюжет переносит в будущее, где человечество атакуется Красным Легионом. Людям предстоит вернуть свой последний оплот, чтобы снова встать на ноги, победить врага. В игру была введена новая раса гуманоидов, добавлено множество экзотического снаряжения. Геймплей в сравнении с первой частью улучшен, но основан на все той де игромеханике.

Во второй части игрок получает большую свободу выбора, интересные ивенты и возможность лучше развивать своего игрового персонажа.

Call of Duty: Black Ops 4

Дата выхода: 2018 год
Жанр: мультиплеерный военный шутер от первого лица
Разработчик: Treyarch
Издатель: Activision

Шутер Call of Duty: Black Ops 4 стал пятнадцатым во всей франшизе и пятым в подсерии. Игра выполнена в режиме соло-миссий, раскрывающих истории персонажей, представленных в серии раньше. Сюжетные миссии происходят во временном промежутке между первой и второй частью подсерии. Порядок миссий хронологический, игра призвана дополнить предыдущие шутеры.

В игре был введен новый режим Blackout, при котором можно собрать на одной арене до 100 игроков, а также сохранились традиционные зомби-моды, любимые поклонниками всей франшизы.

Battlefield 1

Дата выхода: 2016 год
Жанр: мультиплеерный шутер от первого лица про Первую Мировую войну
Разработчик: DICE
Издатель: Electronic Arts

Шутер Battlefield 1 — уже четырнадцатый по счету в линейке игр. Эта часть основывается на событиях Первой мировой войны, потому название и дополнено цифрой «1». Для игры был усовершенствован режим мультиплеера, а также обновлена графика: она стала более кинематографичной, положительно влияющей на погружение в игровой процесс. Сюжет разделен на несколько частей, каждая происходит в разные годы войны.

Основное направление — игра в многопользовательском режиме, мультиплеер собирает до 64 игроков на одном поле.

Grand Theft Auto V

Дата выхода: 2015 год
Жанр: экшен игра в открытом мире с крутой графикой
Разработчик: Rockstar North
Издатель: Take-Two Interactive

Экшн с открытым миром и мультиплеером Grand Theft Auto V — пятая часть ставшей уже легендарной бандитской франшизы. Действие происходит в Сан-Андреасе, сюжет закручивается вокруг нескольких грабителей и их развития в криминальном мире. Игроку предстоит выполнять разные миссии, как по сюжету, так и вне его. Можно свободно перемещаться по городу, устраивая себе неприятности и опасные ситуации самостоятельно.

Пятая GTA стала первой из серии, где в центре событий сразу три играбельных персонажа, а не один ключевой.

Ведьмак 3: Дикая Охота

Дата выхода: 2015 год
Жанр: RPG с открытым миром и крутой графикой
Разработчик: CD Projekt RED
Издатель: CD Projekt RED

Фэнтезийная ролевая игра «Ведьмак 3: Дикая Охота» — прямое сюжетное продолжение «ведьмачьей» серии. Игрока ждут новые приключения Геральта из Ривии, мрачного охотника на нежить. Это — финальная часть трилогии, получившая открытый мир с огромными неисследованными территориями. Сюжетная линия включает в себя огромное количество заданий, также есть множество побочных.

Действие всей игровой серии происходит после завершения сюжета книг, поэтому даже для поклонников ведьмака Геральта история покажется новой.

Black Desert

Дата выхода: 2015 год
Жанр: MMORPG с открытым миром в стиле Средневекового фэнтези
Разработчик: Pearl Abyss
Издатель: Pearl Abyss

MMORPG Black Desert — южнокорейский многопользовательский экшн, основанный на системе free-to-play. По атмосфере игра держится на переходе между Средневековьем и эпохой Возрождения. В игре реализована динамичная смена как погодных условий, так и времени суток для разных игровых регионов. RPG наполнена персонажами фэнтезийных рас, есть уникальный конструктор персонажа, позволяющий создать своего оригинального героя.

Максимального уровня нет, прокачиваться можно до бесконечности. Перемещения между локациями осуществляются на животных и транспорте.

The Crew 2

Дата выхода: 2018 год
Жанр: гоночный симулятор с элементами стритрейсинга
Разработчик: Ivory Tower
Издатель: Ubisoft

Игра The Crew™ 2 — это гонки с открытым миром. Состязаться в скорости можно на разных видах транспорта в США: автомобилях, мотоциклах, моторных лодках и даже самолетах. Игровая площадка динамичная, нет никаких ограничений для гонщиков — только простор для состязаний в разных погодных условиях, от простых до максимально затрудняющих езду. Стать мастером можно сразу в нескольких видах гоночного спорта.

Игра многопользовательская, поэтому соревноваться можно не только с НПС-гонщиками, но и со своими друзьями или случайными людьми.

Far Cry 5

Дата выхода: 2018 год
Жанр: экшн в открытом мире Американской глубинки
Разработчик: Ubisoft Montreal
Издатель: Ubisoft

Шутер от первого лица Far Cry 5 — сюжетный экшн от Ubisoft с кооперативом. Это — пятая основная игра всей франшизы, сюжетно не связана с остальными. Сюжетно на этот раз она переносит игрока в современные США. Здесь, в округе Хоуп происходит столкновение местного полицейского отделения с религиозным культом «Врата Эдема».

Игра получила открытый мир, который можно свободно исследовать. Редактор персонажа позволяет создавать своего собственного уникального героя с разным цветом кожи, полом и возрастом.

Assassin’s Creed Odyssey

Дата выхода: 2018 год
Жанр: RPG с открытым миром про Древнюю Грецию
Разработчик: Ubisoft
Издатель: Ubisoft

Приключенческий экшн Assassin’s Creed Odyssey — одиннадцатый в серии игр франшизы. События этой части игры разворачиваются в Древнем Риме, во время Пелопонесской войны. Главных героя два — Кассандра и Алексиос. Они являются потомками самого царя Леонида, игрок может выбрать одного из них в качестве своего основного персонажа.

Переключаться между героями будет нельзя, выбор потребуется сделать один раз, в самом начале игрового сюжета. Упор сделан на ролевой формат, что отличает игру от предыдущих частей.

Metro 2033

Дата выхода: 2018 год
Жанр: одиночный шутер от первого лица про ядерный постапокалипсис в России
Разработчик: 4A Games
Издатель: THQ

Игра Metro 2033, основанная на книгах Дмитрия Глуховского, выполнена в жанрах выживания и хоррора. Главным героем сюжета становится Артем, вместе со своим спутником Мельником он выбирается из Метро-2 на поверхность, в постапокалиптическую Москву. На поверхности героев ждет встреча как с союзниками, так и с мутантами, готовыми в любой момент уничтожить их.

Игрока ждет возможность открытия одной из двух возможных концовок — каноничной книжной и альтернативной, прописанной специально для приключенческой игры.

Dying Light

Дата выхода: 2015 год
Жанр: экшен RPG с открытым миром про зомби апокалипсис
Разработчик: Techland
Издатель: Warner Bros. Interactive Entertainment

Экшн на выживание Dying Light — разработка польской студии Techland. Сюжет переносит игрока в вымышленный мегаполис на ближнем Востоке. Город охвачен зомби, главным героем стал секретный агент, проникающий на его территорию. Он присоединяется к выжившим жителям города и вместе с ними сражается и убегает от монстров. Использование элементов паркура в городских условиях — одна из основных фишек геймплея хоррора.

Мир открытый, игрок может свободно перемещаться по мегаполису, учитывая, что не только зомби, но и выжившие могут стать противниками для героя.

Дата выхода: 2017 год
Жанр: одиночный Sci-Fi шутер от первого в стиле Immersive sim
Разработчик: Bethesda Softworks
Издатель: Arkane Studios Austin

Идейно игра Prey, вышедшая в 2017 году, связана с одноименной игрой, увидевшей свет в 2006. Но она не является ее прямым продолжением. Сюжет перенесет нас в космос, на станцию Талос-1, расположенную на орбите Земли. Главный персонаж — Морган Ю, одиночка, оказавшийся на станции, захваченной инопланетянами. Ему предстоит, опираясь только на свои силы и возможности, спасаться от монстров.

Игра представлена в формате Metroidvania, никакого открытого мира — секции станции открываются по мере их исследования персонажем.

Tom Clancy’s The Division

Дата выхода: 2016 год
Жанр: мультиплеерный шутер в сеттинге постапокалипсиса
Разработчик: Ubisoft Massive
Издатель: Ubisoft

Игра Tom Clancy’s The Division — мультиплатформенный TPS, давший начало целой трилогии шутеров. По сюжету американские ученые в коллаборации с политиками запускают проект «Темная зима» — симуляцию выживания при биологической угрозе. В Черную пятницу в 2012 году начинается настоящее заражение. Биологическая атака уничтожает огромное количество населения США за считанные дни.

Игроку предстоит сражаться против людей, зараженных вирусом, держаться за сохранение общества, а также выяснять, что послужило причиной биологической атаки.

Far Cry: Primal

Дата выхода: 2015 год
Жанр: экшн в открытым доисторическом мире с элементами RPG
Разработчик: Ubisoft Montreal
Издатель: Ubisoft

Экшн Far Cry Primal — игра с открытым миром, входящая в общую серию Far Cry. Но от остальных игр франшизы она отличается местом действия. Игрок переносится в первобытные времена, время действия за 10 000 лет до наступления нашей эры. Ключевой персонаж — охотник по имени Такар, племя которого было практически полностью уничтожено.

Герой путешествует по вымышленной доисторической стране, чтобы отомстить за своих близких и родственников. Врагами его становятся не только люди, но и опасные животные каменного века.

Дата выхода: 2016 год
Жанр: шутер от первого лица про нашествие демонов
Разработчик: id Software
Издатель: Bethesda Softworks

Шутер DOOM известен каждому геймеру, еще с детства не выбиравшемуся из-за стационарного компьютера. Главный герой современной части легендарного экшна — боец подразделения DOOM, отправленный на миссию на Марсе. Эта миссия максимально проста и опасна — военному предстоит уничтожать демонов, заполонивших космическую станцию. Он — единственная надежда человечества на выживание.

Только этому персонажу под силу собственноручно расправиться с демоническим легионом. Игрока ждет огромный арсенал оружия и множество возможностей для бессмысленного и беспощадного уничтожения врага.

В дополнению к нашему списку лучших игр с красивой графикой на ПК предлагаем вам посмотреть другие подобные проекты в данном видео обзоре.

Компьютерная игра – это, прежде всего, визуальные образы, поэтому с момента появления компьютерных игр их создатели особе внимание уделяли прорисовке графики. Чем можнее становились компьютеры и возможности графический редакторов, видеоигр и тому подобного – тем более совершенной становилась «картинка» видеоигр.

При этом, конечно, за десятки лет компьютерная графика изменилась до неузнаваемости: от разноцветных точек и линий до образов людей, различных существ, техники и пейзажей, которые сразу даже не отличишь от реальных фотографий или видео.

F1 2010, 2010 год

Реалистичность и подробная детализация графики современных компьютерных игр ограничена только мощностью пользовательских компьютеров, которые часто не способны отобразить всё богатство изображения, задуманных авторами игр и графическими дизайнерами.

Witcher 3: Wild Hunt, 2016 год

В подборке представлены скриншоты популярных игр в 1980–2010-х годах. Для каждого года компьютерная игра выбрана случайным образом, поэтому в примерах могут отсутствовать действительно легендарные игрушки. Тем не менее, подборка графики игр покажет, как она менялась в течение 35 лет, до современных компьютерных программ 2016 года.

Легендарная игра Pac-Man появилась в 1980 году

Для начала – видео с эволюцией графики в компьютерных играх. И, кстати, кому нужна презентация по истории компьютерных игр, то какой-то добрый человек сделал ее здесь.

Картинка – как менялась графика игр, история развития компьютерных игр в 1980—2016 годах.

Графика игр: 1980-е года

1980 год – стрелялка Battle Zone (реставрация игры)

1981 год – Castle Wolfenstein

1982 – Fort Apocalypse

1983 – Pole Position

1984 – Marble Madness

1985 – Super Mario Bros.

1987 – Pro Wrestling

1988 – Grand Prix Circuit

Графика игр: 1990-е года

1990 – Wing Commander

1991 – Street Fighter II: The World Warrior

1992 – Wolfenstein 3d

1994 – Rise of the Triad

1995 – Alien Soldier

1996 – Guardian Heroes

1997 – Enemy Nations

1998 – Resident Evil 2

1999 – SimCity 3000

Графика игр: 2000-е года

2000 – Need for Speed: Porsche Unleashed

2001 – Sonic Shuffle

2002 – Serious Sam: The Second Encounter

2003 – Devil May Cry 2

2004 – Half-Life 2

2006 – The Legend of Zelda: Twilight Princess

2007 – Call of Duty 4: Modern Warfare

2008 – Tomb Raider Underworld

2009 – F.E.A.R. 2: Project Origin

Графика игр: 2010-е года

2010 – Red Dead Redemption

2011 – Dragon Age II

2014 – Alien: Isolation

2016 – The Witcher 3

Понравилось? Тогда еще раз напомним, с чего всё начиналось: на скрине — экран игры Atari Basketball (1979 год).

В общем, всё течёт, всё изменяется. До новых (встреч) графических преобразований компьютерных игр!

Серия постов, рассчитанных на среднего человека с техническим мышлением, который хочет узнать больше о том, как работает современная 3D графика в играх. Они не научат вас делать что-либо и не предполагают предварительных знаний, но объяснят концепции.

Введение

Многое входит в создание даже простой 3D игры , не говоря уже о такой, как Watch Dogs.

Привет, меня зовут baldurk. Я хочу описать то, что происходит в современных играх, не упуская ничего. Но не буду говорить про математику или программирование. Если вы знаете разницу между процессором и графической картой, то вы знаете, что графическая память не такая же, как на жестком диске. Этого достаточно, и я объясню что-нибудь еще.

В постах я буду опираться на игру Watch Dogs. Она хорошо известна благодаря своей графике (хорошей или плохой, зависит от вашего вкуса), и в ней есть много вещей, которые мы можем рассмотреть в качестве конкретных примеров. В каких-то особых случаях я могу говорить о других играх.

Начну с основ, которые одинаковы от игры к игре, но также рассмотрю некоторые характерные для Watch Dogs методы и визуальные эффекты.

Я использую инструмент RenderDoc, который написал в свободное время. Он используется для отладки графических задач: помогает разобрать графический кадр и посмотреть, как он собран.

Эта анимация показывает, как графическая карта отрисовывает кадр во течение какого-то промежутка времени.

Большинство людей знает, что компьютерная графика (как и любое другое видео) состоит из серии неподвижных кадров, каждый из которых показывается доли секунды. В фильмах традиционно бывает 24 кадра в секунду (FPS), в телевизионных передачах примерно столько же, около 24-30. В играх FPS может быть разным, поскольку каждый раз может происходить много работы. Опускаться ниже 30 нежелательно, хотя это часто случается. 60 FPS приближается к пределу для консольных игр, а к какому из пределов в промежутке от 30 до 60 стремится игра — зависит от ее целей. На компьютере с высококачественным монитором вы можете получить 90, 120 или даже больше FPS. Почему используются именно эти конкретные числа, я объясню позже, это связано с vsync.

Но нам с вами надо перевернуть это с ног на голову. Вместо того, чтобы смотреть, насколько высок FPS, мы посмотрим, насколько малый промежуток времени выделяется на один кадр. При 30 FPS у нас есть только 33 миллисекунды, чтобы нарисовать все что нужно внутри кадра. При 60 FPS — половина этого, около 17 миллисекунд. Учитывая, сколько всего надо успеть сделать, это небольшое время даже для компьютера. Чтобы представить нагляднее, приведу примерный расчет, что пуля за миллисекунду пролетает около 1 метра.

Мы в основном будем говорить о персональных компьютерах, потому что это открытая платформа, и определенные специфичные вещи про консоли нельзя открыть не опасаясь нарушить NDA. Но в основном я не собираюсь говорить о чем-то таком, что сильно отличается в консолях. А если скажу, я обращу на это внимание. Большинство различий между аппаратным обеспечением ПК/консолей и мобильных платформ выходит за рамки этой серии.

А эта красивая картинка стоит здесь для того, чтобы оживить текст.

Вот какая задача нам интересна. Мы не будем переживать, как AI сделает все вычисления, и не будем делать вычислять физику для перемещения частиц и предметов. Граница того, что вы назвали бы «графическим программированием», немного нечеткая. Но я хочу обратить внимание, что графическое программирование начинается тогда, когда у вас есть все нужное для отрисовки кадра. Вы знаете, что происходит, у вас в памяти (не на диске) есть текстуры и модели, анимации анимированы, физика просчитана и теперь нам пора нарисовать готовый кадр.

Отмечу, что многие основные принципы 3D игры с обычной визуализацией, наподобие Watch Dogs, применимы к 2D играм. Но их немного сложнее проиллюстрировать. Также отказ от ответственности, он особенно относится к другим графическим программистам: я хочу во всем разобраться, поэтому могу привести сомнительные или просто неверные объяснения, если они помогут цели.

Части кадра

Основную часть времени мы будем рассматривать только один кадр и говорить о строительных блоках, которые использует игра для создания конечного кадра.

Кадр можно собрать из меньших строительных блоков несколькими путями. Готовый рисунок, который вы видите, рисуется не мгновенно. Это имело место много лет назад, но современные графические движки практически всегда выполняют какие-либо предварительные вычисления. Движок будет рисовать много промежуточных изображений разных типов, чтобы помочь рассчитать окончательное изображение до того как сложить его в кадр, который вы видите на экране.

Эти изображения отличаются от движка к движку и зависят от замысла программиста графики. Например, если надо чтобы солнечный свет давал правильные тени, для этого будет одно изображение. А если надо сделать правильные отражения на поверхности машины, которую ведет игрок — то другое.

Некоторые из промежуточных изображений, которые нужны для создания нашего кадра из Watch Dogs.

Скорее всего, я не буду рассказывать обо всех изображения для кадра в Watch Dogs, но обязательно коснусь самых главных, которые чему-то нас научат. Это та область, в которой технологии все время развиваются. Когда маркетологи говорят о новой характеристике, обычно они имеют в виду ее, хотя инновации внедряют и на других уровнях.

Каждое из этих промежуточных изображений само построено из более мелких частей. Каждый объект в сцене или, возможно, группа связанных объектов отдельно строится как текстурированная модель. Во время создания игры художники делают эти модели в 3D редакторе и создают все необходимые ресурсы. Затем эти модели поместят в игровой мир с помощью редактора уровней, чтобы постепенно построить виртуальный город.

Таковы общие знания, а если вы видели, как за 20 лет повзрослела 3D графика в играх в реальном времени, вы знаете, что современные модели стали намного сложнее. В былые дни текстуры стоили дорого, и везде, где это только можно, их заменяли простым закрашиванием объектов. Оставляли только там, где действительно важны детали, например, для глаз и лиц персонажей.

3D модель целиком состоит из взаимосвязанных треугольников, которые составляют форму объекта. Каждый треугольник имеет три точки, называемые вершинами, а так как треугольники взаимосвязаны, вершины будут общими для нескольких треугольников. Мы вернемся к этому позже, поскольку вершины и треугольники весьма важны. Также стоит помнить, что некоторые объекты, такие как персонажи или деревья, будут анимированы перед рисованием. Модель создается в статической форме по умолчанию, а анимации применяются к каждому кадру — опять же, мы вернемся к этому.

Это 3D модель головы Эйдена Пирса до анимации. Треугольники видны потому, что нарисованы плоскими, а не визуально смягченными, как обычно в игре.

Чтобы сделать 3D модель более детализованной, применяются текстуры. Они представляют собой обычные файлы с плоскими изображениями, обычно квадратными или с простым соотношением сторон вроде 2:1. Как текстуры накладываются на 3D модель, я опишу далее, но вы можете представить это себе как очень аккуратное оборачивание подарка. Вместо простого повторяющегося рисунка на оберточной бумаге изображение для текстуры в точности повторяет то, что должно быть обернуто. Если вы наблюдали в плоском виде бумажные модели для объемного склеивания, то здесь тот же самый принцип.

Аналогия гораздо точнее, чем вы могли бы подумать, потому что при создании текстур 3D модель обычно «разворачивается» в плоскую копию, как и для бумажных моделей, а затем на ней рисуется текстура. Развертка обычно делается автоматически, но для особо сложных объектов может быть сделано и вручную.

Вот текстура, которая относится к приведенной выше модели головы Эйдена Пирса. Для зубов и языка использованы отдельные части. Обратите внимание, что область выше лба не имеет текстуры, потому что она всегда покрыта узнаваемой кепкой.

При развертке части, которым нужно больше детализации, часто делаются крупнее — и наоборот.

Часто говорят о различных «скинах» модели, особенно кастомного персонажа. В наши дни изменение скина включает небольшие изменения самой модели (другой ремень или кепку), но первоначально использовалась в точности та же модель, на которую накладывалась иная текстура (или скин), и получался персонаж, который выглядит по-новому. Даже сейчас большинство изменений для неигровых персонажей или объектов выполняется при помощи текстур, так как экономит время и труд от создания множества уникальных моделей. Разная одежда, которую может носить Эйден, в основном получается за счет наложения на одну и ту же модель разных текстур.

Небольшое вращение 3D модели только с одной наложенной текстурой.

На рассматриваемом нами кадре есть около 1700 объектов, нарисованных во время основной визуализации. Некоторые из них будут идентичными. Такие вещи, как цветы в горшках или мусорные ящики никогда не делаются поштучно. Делается набор моделей или одна, и размещаются в разных местах. Однако, общее число уникальных моделей для заполнения кадра грубо оценивается как 4700. Это даст вам представление о том, сколько дополнительной работы надо выполнить помимо простого рисованиях всего этого.

Давайте посмотрим другой пример объекта — кепку Эйдена.

Текстура и модель кепки с наложенной текстурой. Можно заметить, что текстура сделана из нескольких частей, который соединяются на модели.

Козырек и донышко кепки в текстуре не прикасаются друг с другом. Так сделано потому, что оборачивание может быть достаточно сложным, при необходимости оно выполняется на нескольких разных частях модели. Иногда, чтобы без видимых проблем или швов наложить текстуру на модель причудливой формы, требуется много изящества.

Все, что мы говорили про голову Эйдена, относится и к его кепке. Помимо специальной текстуры и чисел, которые входят в вычисление развертки, все работает в точности так же.

Давайте теперь немного позабавимся. Большинство текстур имеют стандартный квадратный размер, процедура оборачивания одинакова — так что случатся, если мы «перепутаем» текстуры для разных объектов?

Неузнаваемая кепка Эйдена.

Там, где на кепке был логотип, текстура головы содержит ухо и зубы. В районе козырька получились волосы. Мэппинг остался прежним, а текстура поменялась. Мы получили баг, но подумайте, что бы вы могли делать, если умеете анимировать или перемещать текстуры. В играх эта вещи используются для получения нескольких разных эффектов, которые вы теперь сумеете обнаружить. Например, в Saint’s Row 4 прием реализован неоднократно.

Также полезно подумать обо всем, что это скрывает за собой. Модели и текстуры в играх должны в правильно совпадать.

Конечно, это не абсолютное правило. В некоторых случаях текстура будет обычный тайловый узор, который можно использовать для многих объектов. Или, возможно, для серии связанных объектов (например, газетные стенды). Все будут иметь одну и ту же текстуру для обложек газет, при этом каждая будет использовать только небольшую часть текстуры.

Тем не менее это означает, что если вы хотите рисовать много изображений для создания итогового кадра, вам нужно собрать все строительные блоки, и для этого понадобится много моделей и текстур.