isicad: Эволюция отображения воды в играх: взгляд NVIDIA

От редакции isicad.ru: Перевод заметки «Making a Splash: How GameWorks Brings Torrent of Water Effects to Your Games» (опубликованной 19 декабря в корпоративном блоге компании NVIDIA, автор — Brian Burke) предоставлен для публикации порталу isicad.ru московским офисом компании NVIDIA.

После серии публикаций про инициативу NVIDIA GameWorks (см. публикацию isicad.ru «300+ инженеров NVIDIA внедрили технологию GameWorks в игры Warface и Lords of the Fallen» читатели задали нам резонный вопрос: почему NVIDIA перешла от предоставления разработчикам примеров кодов для игровых эффектов к распространению программного обеспечения промежуточного уровня (middleware), объединенного зонтичным брендом GameWorks? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте посмотрим на эволюцию воды в играх.

В самых первых играх, в которые я когда-то играл, вода изображалась просто синим пятном. Неинтересно. Неправдоподобно. Просто как часть фона. К тому же она была абсолютно неинтерактивна. Все, что вы могли себе позволить, - это быть или В воде, или ВНЕ воды. Так что, если вы видели синее пятно в Pitfall—приключенческой игре 1982 года, вы знали: от нее нужно или держаться подальше, или прыгать по головам аллигаторов:

В 1999 году я впервые увидел, что могут сделать разработчики с отрендеренной водой. Именно в то время NVIDIA представила первый в мире графический процессор - GeForce 256. В нем был специальный движок для преобразований и освещения в геометрических расчетах, который позволял разработчикам создавать больше таких интерактивных объектов, как вода. Тогда же NVIDIA выпустила пару демонстраций, позволяющих оценить новые возможности для разработчиков игр. В демонстрации Bubble зеркальный пузырь реагировал на касание. Еще один замечательный эффект воды был продемонстрирован на примере прозрачного пузыря в демонстрации Crystal Ball:

Однако настоящий прорыв произошел только в 2002 году, когда появились процессоры GeForce 4 со вторым поколением программируемых вершинных и пиксельных шейдеров. Одновременно с новыми программируемыми шейдерами был представлен и стандарт DirectX 8, и мы начали развивать программу NVIDIA для разработчиков игр. В том же году в игре The Elder Scrolls III: Morrowind вода получила эффекты отражения. Мы продемонстрировали это на примере колодца. В нем нам даже удалось сделать волны:

В демонстрации к игре Novalogic’s Comanche 4 про вертолетные бои ветер от пропеллеров заставлял воду закручиваться и вспениваться. Было видно даже отражение пропеллеров на воде!

На поле гольфа вода также имеет большое значение, поэтому созданию реалистичной воды в игре Tiger Woods PGA Tour 2002 мы с EA уделили повышенное внимание. Было здорово, когда мяч, при неудачном броске попавший в воду, провоцировал появление брызг и кругов на ее поверхности.

Вот и все игры с продвинутой водой на 2002 год. Интересно, что о возможности создавать все эти эффекты мы говорили еще в демонстрациях 1999 года. Почему же реалистичная вода раньше так медленно набирала популярность в играх? Ведь сегодня реалистичную воду можно увидеть во многих популярных играх. Эффекты воды являются отличительной особенностью игр Crysis, BioShock, Empire: Total War, Assassin’s Creed: Black Flag и Elder Scrolls V: Skyrim.

Что же изменилось? Изменилось то, КАК мы представляем разработчикам новые эффекты и технологии.

ILM для игр

(isicad.ru: ILM — Industrial Light & Magic — американская компания, занимающаяся созданием визуальных эффектов к кинофильмам. Основана Джорджем Лукасом в мае 1975 года в качестве замены закрывшемуся отделу студии 20th Century Fox, который должен был работать над фильмом «Звёздные войны. Эпизод IV. Новая надежда».Википедия )

Мы называем этот проект GameWorks. GameWorks охватывает все связанные с играми технологии, которые мы придумали сами или усовершенствовали. Это мощный набор инструментов и графических технологий, над которым работают свыше 300 разработчиков визуальных эффектов, создавая библиотеки, инструменты и примеры кодов. Инженеры NVIDIA тесно сотрудничают с разработчиками игр, чтобы сделать новые проекты еще более впечатляющими.

В далеком 1999 году мы писали и передавали разработчикам тонны кода, который им нужно было добавлять в свой код. Этот подход создавал дополнительный объем работы для студий и, в целом, усложнял жизнь разработчика. По мере усложнения визуальных эффектов он становился все менее эффективным. Поэтому мы изменили свой подход и превратили нашу библиотеку спецэффектов в ПО промежуточного слоя (middleware). Так мы стали аналогом Industrial Light & Magic в индустрии разработки игр.

В результате, чтобы получить соответствующие эффекты, разработчикам достаточно просто включить наше ПО в код игры. И это работает! PhysX – одна из ключевых технологий GameWorks -- стала одной из самых популярных пакетов middleware в истории игровой индустрии.

Четыре года назад мы представили ПО NVIDIA Turbulence. Менее года назад оно появилось в игре DarkVoid. Затем мы добавили поддержку технологии в игровые движки Unreal Engine 3, Unreal Engine 4 и CryEngine.

Сегодня эффекты Turbulence уже не редкость в играх. Их можно увидеть в таких проектах, как Batman: Arkham Origins, Hawken и WarFrame (движок Unreal Engine 3), Daylight (движок Unreal Engine 4), Warface (движок - CryEngine). А также в играх, сделанных на базе собственных движков компаний: Assassin’s Creed 4: Black Flag, Call of Duty: Ghost, Metro: Last Light и Planetside 2.

С готовым ПО, к тому же встроенным в ключевые игровые движки, работа по добавлению новых эффектов в игры становится гораздо менее трудоемкой для разработчиков. Интеграция эффектов Turbulence в Daylight заняла всего четыре недели, а в Batman: Arkham Origins - шесть недель.

Мы перестали говорить разработчикам, ЧТО они могут делать в играх. Теперь мы показываем им, КАК они могут это сделать. И этот подход действительно ускоряет внедрение новых технологий в игры.