Эволюция графики в видеоиграх
Мы независимо проверяем товары и технологии которые рекомендуем.
1. Пиксельная эра: от аркадных автоматов и Atari до NES и Sega Mega Drive
Пиксельная эра 80-х годов — это история не столько про графику, сколько про популяризацию видеоигр в массовой культуре. Персональные компьютеры в то время стоили кучу денег, игровые автоматы и первые Atari для многих были экзотикой и лишь благодаря популяризации 8-битных (а затем и 16-битных) приставок практически каждый пацан во дворе имел возможность познакомиться с Super Mario, Contra, Battletoads, Mortal Kombat и прочей классикой тех лет.
Во времена Nintendo Entertainment System (NES) и ее многочисленных клонов изображение собиралось из простых графических блоков. Крохотные пиксели служили кирпичиками для спрайтов. Спрайты, в свою очередь, представляли собой более сложные объекты, которые могли двигаться по экрану. Ну а с помощью тайлов разработчики плели мозаику для задних фонов и окружения. Именно эти элементы стали фундаментом, на котором вырос современный геймдев.
Оригинальная NES могла одновременно отображать до 64 спрайтов (но не более восьми на одной горизонтальной линии), а цветовая палитра ограничивалась 56 цветами, из которых одновременно могло отображаться не больше 25. Подобные ограничения заставляли разработчиков проявлять креатив, например, сокращать анимации до 4 кадров, менять цветовую палитру от сцены к сцене или сплетать тайлы мозаикой в более сложные задники. Ближе к концу 8-битной эры разработчики наловчились и стали использовать более сложные визуальные трюки вроде псевдо-3D и параллакс-скроллинга (это когда фоновые элементы перемещаются медленнее элементов на переднем плане, создавая иллюзию глубины).
Переход к 16-битным системам во главе с Sega Mega Drive и SNES развязал руки разработчиков для более смелых экспериментов: увеличилось количество цветов, появилась работа с несколькими слоями, улучшились возможности анимации, а общий фокус сместился с экономии на выразительность. В то время мультяшный Aladdin удивлял анимацией от художников Disney, Earthworm Jim выглядел как оживший психоделический мультфильм, а Comix Zone покоряла необычной стилистикой в стиле комиксов, когда диалоги всплывали в пузырях, а герой буквально отрывал страницы, перепрыгивая из одного кадра в другой.
Пока одни студии делали ставку на мультяшность, другие двигались в сторону реализма. Как бы родители не ругались на брутальность Mortal Kombat, жестокие фаталити и фонтаны крови, во многом серия MK удивляла своей передовой графикой. Это была редкий для тех времен случай, когда для создания спрайтов персонажей использовался захват движений реальных актеров, благодаря чему MK выглядела на голову выше своего конкурента Street Fighter 2. Ну а ближе к закату 16-битной эры появились проекты вроде Toy Story и Sonic 3D Blast, которые частично вдохновлялись играми с PS1 и ПК, используя пререндеренную графику и псевдо-3D.
2. Зарождение и развитие трехмерной графики
В середине 90-х видеоигры вырвались из плоского мира в настоящее 3D, а во главе этой революции неожиданно оказалась Sony с дебютной PlayStation. Владельцы новой консоли переживали культурный шок: камера свободно скользила за ползущей по пещере Ларой Крофт, машины в Gran Turismo срывались с трассы, а Metal Gear Solid поражала кинематографичностью. Несмотря на угловатые модели и простое освещение, трехмерная графика производила неизгладимое впечатление, а к некогда счастливым обладателям Mega Drive или SNES приходило понимание, насколько сильно устарели их консоли.
В основе ранней 3D-графики лежали полигональные модели — каркасы из треугольников, поверх которых накладывались текстуры, придающие цвет и детали. Из-за слабого железа модели были угловатыми (сотни полигонов на персонажа), а текстуры ― размытыми (32x32 или 64x64 пикселя). Для создания глубины использовался z-буфер, который позволял определять, какие объекты находятся ближе к игроку, а какие дальше. А для реалистичного освещения чаще всего использовалось довольно простое затенение по Гуро. Чтобы уложиться в технические лимиты, разработчики шли на всяческие уловки. Например, использовали технику биллбординга и разворачивали двухмерные спрайты в сторону камеры, создавая псевдо 3D. Или упрощали геометрию удаленных объектов с помощью технологии LOD (Level of Detail).
Пока первая PlayStation покоряла рынок, жизнь на ПК била ключом. Если в Doom 1993 года трехмерность была, по сути, фейковой (игровой мир строился на raycasting-движке с 2D-спрайтами), то уже Quake 1996 года стал настоящим прорывом. Команда id Software под руководством Кармака и Ромеро представила игру, где буквально все, от уровней до противников, создавалось с помощью полигональных 3D-моделей, а световые эффекты обрабатывались в реальном времени. Правда, чтобы увидеть все это в полной красе требовалась выделенная видеокарта вроде 3dfx Voodoo, процессор в соло не справлялся с такой нагрузкой.
Последовавшие за Quake игры не только развивали заложенные принципы, но и предлагали собственные графические находки. В Quake II добавили продвинутую систему освещения, полную поддержку OpenGL и визуальные эффекты нового уровня. В Half-Life сделали ставку на реализм: окружение стало детальнее, появились анимации лиц, а заскриптованные сцены усиливали восприятие сюжета. В Unreal и ее сиквеле Unreal Tournament впервые применили сочетание высокополигональных моделей и динамического освещения. Несмотря на популярность PlayStation и PlayStation 2 во многом именно ПК в эти годы стал основной площадкой для экспериментов с графикой.
3. Тяга к реализму и золотое время шутеров
В 2004 году Гордон Фримен ворвался в City 17 в Half-Life 2 и начал революцию. Между выходом первой и второй Half-Life прошло менее 6 лет, однако разница в графику между двумя играми была колоссальной. Новый движок Valve под названием Source по полной использовал динамический рендеринг, рельефные текстуры, мягкие тени, комплексное сглаживание и другие возможности DirectX 9.
В целом период с 2004 по 2013 год стал золотой эпохой шутеров, когда именно этот жанр задавал тон в графике, физике и постановке, а технологические прорывы происходили чуть ли не каждые два года. Doom 3 (2004) на движке id Tech 4 стал одной из первых игр, в которой одновременно использовалось попиксельное освещение, динамические тени и продвинутый bump mapping. Студия Monolith при разработке F.E.A.R. (2005 год) задала тренд на «киношный» рендеринг. Ну а COD 4: Modern Warfare пускай и не была самой красивой среди всех, но стала одной из первых игр с полноценной киношной постановкой сцен. Падающие на голову вертолеты, взрывающиеся под боком HMMWV и визуально насыщенные спецэффекты ни в одной игре до этого не выглядели настолько кинематографично.
В основе визуальных прорывов этого периода лежали шейдеры — программы, которые управляли тем, как свет взаимодействует с поверхностями в игре, создавая в реальном времени более сложные текстуры и световые эффекты. Другим важным приемом стала техника маппинга с помощью которой разработчики могли придать поверхности нужный рельеф, не увеличивая при этом количество полигонов. Ну а использование динамического освещения в связке с SSAO и спецэффектами вроде размытия придавало шутерам того времени необычайно реалистичный вид.
Следующий прорыв произошел в 2007 году с выходом песочницы Crysis. При поддержке DirectX 10 в движке CryEngine 2 впервые широко применялась параллакс-окклюзия, объемное освещение, SSAO и рельефные шейдеры. Уровни включали тысячи объектов, большинство окружающих объектов можно было взорвать или сломать, отражения в воде выглядели реалистично, а проработка растительности вызывала зависть у других разработчиков. Правда, для запуска этого добра нужен был как минимум суперкомпьютер NASA, поэтому в восприятии многих игроков Crysis, так и остался навороченной техно-демкой.
Тем не менее выход Crysis закрепил тренд на фотореализм и в определенном смысле проложил путь для Battlefield 3, Battlefield 4, Far Cry 3, Metro 2033, BioShock Infinite и других популярных шутеров 2010-х с их продвинутым освещением, объемными эффектами, кинематографичной постановкой и частично разрушаемым окружением.
4. Эпоха PS4, фотореализма и кинематографичности
После технологического рывка конца нулевых индустрия вступила в более спокойную, но не менее важную фазу кропотливой шлифовки, а разработчики перешли от вопроса «как сделать красиво» к вопросу «что можно рассказать с помощью этой красоты». PS4 стала главной платформой, вокруг которой выстраивались технические решения даже в кроссплатформенных проектах. ПК давал запас по разрешению и частоте кадров, но именно Sony-эксклюзивы задавали планку качества и фактически стали витриной поколения. Неспроста большинство громких релизов вроде The Witcher 3 выходили сразу на нескольких платформах и почти всегда разрабатывались с оглядкой на возможности PS4, а не других платформ.
Ранние хиты для PS4 заложили фундамент, а в полной мере возможности платформы PS4 раскроются уже под конец ее цикла. Вышедшая в 2013-м году The Last of Us демонстрировала высокую детализацию моделей и окружения, а также сложные системы освещения и затенения, включая субповерхностное рассеивание кожи и улучшенные карты нормалей, которые придавали персонажам реалистичный объем. В Uncharted 4: A Thief’s End (2016) помимо предыдущих графических наработок использовалась продвинутая физика и улучшенная система разрушаемых объектов.
Следующий этап в развитии графики на PS4 связан с применением новых технологий и более глубоким использованием ресурсов консоли. Одним из ключевых факторов развития графики на PS4 стала использование физически корректного рендеринга (PBR), благодаря которому поверхности вроде металла, стекла и ткани правдоподобно отражая свет и выглядели почти как настоящие. С помощью фотограмметрии разработчики смогли создать натуралистичные поверхности камней, деревьев и кирпичных стен. Использование объемного освещения и затенения позволило сделать картинку по настоящему реалистичной и киношной. Ну а чтобы персонажи выглядели максимально правдоподобно во времена PS4 стали использовать сложные техники захвата движений. Кристофер Джадж, сыгравший роль Кратоса в ремейке God Of War 2018 рассказывал, что буквально каждую сцену с Кратосом и Атрейем снимали вживую, а сам процесс во многом напоминал съемки в современных блокбастерах на фоне зеленого экрана.
Кульминацией эпохи стали поздние проекты для PS4 и PS4 Pro. Red Dead Redemption 2 стала одной из самых технологически продвинутых игр своего времени: доработанный движок RAGE поддерживала продвинутую систему освещения и теней, а также реалистичную физику и анимацию, позволяя создавать невероятно детализированные для того времени миры. God of War впечатляла бесшовной камерой, качественной анимацией и физикой объектов. Обе части Horizon Zero Dawn и Death Stranding помимо всего прочего раскрыли умение движка Decima работать с глобальным освещением. В Ghost of Tsushima была просто потрясающая работа с частицами, впечатляющая проработка ландшафта и клевая система динамической смены погоды. Ну а The Last of Us Part II (2020) подняла детализацию и мимику персонажей на новый уровень. Больше всего впечатляло, что все эти визуальные шедевры работали на платформе прошлого поколения, но выглядели как игры будущего.
5. Наши дни, трассировка лучей и Unreal Engine 5
Одним из самых заметных достижений последних лет стала полноценная реализация рейтрейсинга — технологии, которая моделирует освещение исходя из реальных законов физики, вместо пререндеринга и бейкинга. Хотя ее поддержка появилась еще в серии RTX 2000, именно выход Cyberpunk 2077 и последующее обновление 2023 года с более сложной трассировкой путей (patch tracing) продемонстрировали настоящий потенциал технологии. Конечно, нагрузка на железо получается серьезная (особенно с трассировкой путей), но результат впечатляет: если в дневных сценах картинка выглядит просто хорошо, то ночные пейзажи Найт Сити с мягкими тенями, глобальным освещением, комплексными отражениями и повсеместным неоном выглядят почти как кино.
Другим важным достижением последних лет стала пятая версия движка Unreal Engine, которой планирует пользоваться чуть ли не каждая вторая студия. Помимо умелого применения современных технологий, UE5 представил несколько заметных нововведений. Одно из главных — система глобального освещения и отражений Lumen. В отличие от традиционных методов, она автоматически создает полностью динамическое непрямое освещение, учитывая геометрию, материалы и источники света в реальном времени не требуя от разработчиков сложной ручной настройки. Вторая фишка UE5 ― это технология виртуализированных микрополигонов Nanite, которая позволяет использовать в игре миллиарды деталей без потери производительности, обеспечивая невероятную реалистичность и детализацию окружения.
На UE5 вышла куча интересных проектов. К примеру Hellblade II и Black Myth: Wukong на максимальных настройках зачастую демонстрируют впечатляющую детализацию окружения и работу с освещением, которые раньше казались недостижимыми только в CG-роликах. В будущем UE5 будет использоваться практически в каждом втором блокбастере, а активное взаимодействие между разработчиками и Epic Games позволит постоянно совершенствовать движок. Так, на недавней презентации Witcher 4 — игра также создается на UE5 — показали систему симуляции толпы Mass AI, новую технологию проработки мышц и прокачанную систему детализации NPC с помощью MetaHuman. При этом создатели Witcher 4 уверили, что эти наработки войдут в будущие версии движка UE5 и будут доступны другим разработчикам.
Однако последние годы четко показали: дело не в одной лишь графике. Пока гиганты индустрии делают ставку на фотореализм, открытые миры и киношность, инди-сцена движется в обратном направлении, делая упор на проработку игровых механик и уникальный художественный стиль. Stardew Valley и Hollow Knight, культовые еще до 2020-го, а также Hades и Sifu выглядят по-своему, но главное ― ощущаются цельными и запоминающимися. В целом успех инди-сцены показал: графика ― лишь кисть в руках художника, а настоящее волшебство рождается там, где технологии встречаются с творчеством. Именно такой подход позволяет создавать игры, которые остаются в памяти и вызывают желание перепройти их еще разок-другой.
Cтатьи, обзоры, полезные советы
Все материалы
