Движок шутера от первого лица

Часть серии статей о
Графика видеоигр
Типы 2.5D и 3/4 перспектива Вид от первого лица Фиксированный 3D Игра на основе полномасштабного видео Графическая приключенческая игра Изометрическая графика видеоигры Видеоигра с боковой прокруткой Стереоскопическая видеоигра Текстовая игра Вид от третьего лица Видеоигра на основе плиток Перспектива сверху вниз Векторная игра
Темы 2D компьютерная графика Параллакс-скроллинг Пиксель-арт Спрайт 3D компьютерная графика 3D-рендеринг Полигон Предварительный рендеринг Сел-шейдинг Скайбокс Анимация Оцифровка Rotoscoping Computer graphics Real-time graphics Game art design Graphics engine First-person shooter engine Tile engine Virtual camera system Voxel
Lists List of four-dimensional games List of FMV-based games List of FPS engines List of stereoscopic video games List of text-based computer games Category:Video game graphics
v t e

Движок шутера от первого лица — это движок видеоигры, специализированный для моделирования трехмерных сред для использования в видеоиграх- шутерах от первого лица . Вид от первого лица относится к виду, когда игроки видят мир глазами своих персонажей. Шутер относится к играм, которые в основном вращаются вокруг владения огнестрельным оружием и убийства других существ в игровом мире, как неигровых персонажей , так и других игроков.

Развитие графических движков FPS характеризуется постоянным ростом технологий, с некоторыми прорывами. Попытки определить отдельные поколения приводят к произвольному выбору того, что представляет собой сильно модифицированную версию «старого движка», а что является новым движком.

Классификация сложна, поскольку игровые движки смешивают старые и новые технологии. Функции, которые считаются передовыми в новой игре в один год, становятся ожидаемым стандартом в следующем году. Игры с сочетанием как старых, так и новых функций являются нормой. Например, Jurassic Park: Trespasser (1998) представила физику в жанре FPS, которая не была распространена до 2002 года. Red Faction (2001) имела разрушаемую среду , что все еще не распространено в движках годы спустя.

Рендеринг игр для этого раннего поколения FPS уже осуществлялся от первого лица и с необходимостью стрелять, однако в основном они были созданы с использованием векторной графики .

Есть два возможных претендента на звание первого FPS, Maze War и Spasim . ^[1] Maze War был разработан в 1973 году и включал в себя одного игрока, пробирающегося через лабиринт коридоров, отрисованных с использованием фиксированной перспективы. Многопользовательские возможности, где игроки пытались стрелять друг в друга, были добавлены позже и были объединены в сеть в 1974 году. Spasim был первоначально разработан в 1974 году и включал в себя игроков, перемещающихся по каркасной 3D-вселенной. В Spasim могли играть до 32 игроков в сети PLATO . ^[2]

Разработанный компанией Incentive Software , движок Freescape считается одним из первых фирменных 3D-движков, которые использовались для компьютерных игр, хотя движок не использовался в коммерческих целях за пределами собственных игр Incentive. Первой игрой, использовавшей этот движок, была игра -головоломка Driller в 1987 году. ^[3]

Игры этого поколения часто имели в своих названиях «3D», но не были способны на полноценный 3D-рендеринг. Вместо этого они использовали методы ray casting 2.5D для создания кажущейся трехмерной среды из 2D-карты и плоские спрайты для рисования врагов вместо 3D-моделей . Эти игры также начали использовать текстуры для геометрии окружающей среды вместо простых каркасных моделей или сплошных цветов.

Hovertank 3D от id Software был первым, кто использовал эту технику в 1990 году, но все еще не использовал текстуры , возможность, которая была добавлена ​​вскоре после этого в Catacomb 3D (1991), затем с движком Wolfenstein 3D , который позже использовался в нескольких других играх. Catacomb 3D также была первой игрой, которая показывала руку персонажа игрока на экране, что еще больше усиливало вовлеченность игрока в роль персонажа. ^[1]

Движок Wolfenstein 3D был все еще очень примитивным. Он не накладывал текстуры на пол и потолок, а рейкастинг ограничивал стены фиксированной высотой, а все уровни находились на одной плоскости.

Несмотря на то, что он все еще не использовал настоящее 3D, id Tech 1 , впервые использованный в Doom (1993) и снова от id Software , снял эти ограничения. Он также впервые представил концепцию двоичного разделения пространства (BSP). Еще одним прорывом стало введение многопользовательских возможностей в движок. ^[1] Однако, поскольку он все еще использовал 2.5D, было невозможно нормально смотреть вверх и вниз в Doom , и все уровни Doom были фактически двумерными. ^{[1] [4]} Из-за отсутствия оси z движок не позволял поддерживать комнату над комнатой .

Успех Doom породил несколько игр, использующих тот же движок или похожие методы, что дало начало термину клоны Doom . Движок Build , использованный в Duke Nukem 3D (1996), позже устранил некоторые ограничения id Tech 1, например, движок Build мог поддерживать room-over-room, накладывая сектора поверх секторов, но используемые методы остались прежними.

В середине 1990-х игровые движки воссоздавали настоящие 3D- миры с произвольной геометрией уровней. Вместо спрайтов движки использовали просто текстурированные (однопроходное текстурирование, без деталей освещения) полигональные объекты.

FromSoftware выпустила King's Field , полностью полигональную игру в режиме реального времени от первого лица со свободным перемещением для Sony PlayStation в декабре 1994 года. Metal Head , выпущенная Sega для 32X, была игрой-шутером от первого лица в жанре симулятора мехов , которая использовала полностью текстурированную 3D - полигональную графику . ^[5] Годом ранее Exact выпустила компьютерную игру Sharp X68000 Geograph Seal , полностью 3D-полигональный шутер от первого лица, в котором использовалась игровая механика платформера, и большая часть действия происходила в свободных уличных условиях, а не в коридорных лабиринтах Wolfenstein 3D . В следующем году Exact выпустила ее преемницу для консоли PlayStation, Jumping Flash!, которая использовала тот же игровой движок, но адаптировала его, чтобы сделать больший акцент на платформер, а не на стрельбе. Серия Jumping Flash! продолжала использовать тот же движок. ^{[6] [7]}

Dark Forces , выпущенная в 1995 году LucasArts , считается одной из первых «настоящих 3D» шутеров от первого лица. Её движок, Jedi Engine , был одним из первых движков, поддерживающих среду в трёх измерениях: области могут существовать рядом друг с другом во всех трёх плоскостях, в том числе друг над другом (например, этажи в здании). Хотя большинство объектов в Dark Forces являются спрайтами, игра включает поддержку текстурированных 3D-рендеринговых объектов. Другая игра, считающаяся одной из первых настоящих 3D шутеров от первого лица, — этошутер Descent 1994 года от Parallax Software . ^{[ требуется цитата ]}

Движок Quake ( Quake , 1996) использовал меньше анимированных спрайтов и использовал настоящую 3D-геометрию и освещение, используя сложные методы, такие как z-буферизация, для ускорения рендеринга. Уровни в Quake и некоторых последующих движках созданы с помощью геометрических объектов, называемых кистями , которые позволяют строить карты в трех измерениях, а не 2D-карты, проецируемые в 3D, как это делал Doom . Quake также была первой настоящей 3D-игрой, которая использовала специальную систему проектирования карт для предварительной обработки и предварительного рендеринга 3D-окружения: 3D-окружение, в котором происходила игра (впервые названное Картой ) , было упрощено во время создания карты, чтобы сократить обработку, необходимую при игре.

Статические карты освещения и 3D-источники света также были «запечены» во время рендеринга и добавлены в файлы BSP , хранящие уровни. Эти функции позволяют добиться более реалистичного освещения, чем это было возможно ранее.

Первые графические процессоры ^[8] появились в конце 1990-х годов, но многие игры в то время все еще поддерживали программный рендеринг. id Tech 2 ( Quake II , 1997) была одной из первых игр, использовавших преимущества аппаратного ускорения графики ^[9] ( позже id Software переработала Quake , добавив в игру поддержку OpenGL ).

GoldSrc , движок, созданный на основе движка Quake компанией Valve для Half-Life (1998), добавил поддержку Direct3D и скелетную структуру для лучшего рендеринга NPC , ^{[10] [11]} а также значительно улучшил искусственный интеллект (ИИ) NPC по сравнению с движком Quake. ^[10]

В этот период появились первые видеокарты с Transform, clipping и lighting (T&L) . Первой картой с этой инновационной технологией стала GeForce 256. Эта карта превосходила то, что могла предложить 3dfx в то время, а именно Voodoo3 , которая не дотягивала только из-за отсутствия T&L. Такие компании, как Matrox с их G400 и S3 с их Savage4, были вынуждены уйти с рынка 3D-игр в этот период времени. Год спустя ATI выпустила Radeon 7200 , настоящую конкурирующую линейку видеокарт.

Хотя все игры этого периода поддерживали 16-битный цвет , многие также принимали 32-битный цвет (на самом деле 24-битный цвет с 8-битным альфа-каналом). Вскоре многие сайты с эталонными тестами начали рекламировать 32-битный цвет как стандарт. Unreal Engine , используемый в большом количестве игр FPS с момента его выпуска, был важной вехой в то время. ^[12] Он использовал Glide API , специально разработанный для графических процессоров 3dfx , ^[11] вместо OpenGL . Вероятно, главной причиной его популярности было то, что архитектура движка и включение языка сценариев упрощали его модификацию . ^{[13] [14]} Еще одним улучшением Unreal по сравнению с предыдущим поколением движков была его сетевая технология , которая значительно улучшила масштабируемость движка в многопользовательском режиме . ^[15]

id Tech 3 , впервые использованный для Quake III Arena , улучшился по сравнению со своим предшественником, позволив хранить гораздо более сложные и плавные анимации. Он также улучшил освещение и затенение и представил шейдеры и кривые поверхности. ^[16]

Новое графическое оборудование предоставило новые возможности, позволив новым движкам добавлять различные новые эффекты, такие как эффекты частиц или туман, а также увеличивать детализацию текстур и полигонов. Во многих играх были представлены большие открытые среды, транспортные средства и физика тряпичной куклы .

Средние требования к видеооборудованию: обычно требовался графический процессор с аппаратным T&L , такой как DirectX 7.0 GeForce 2 или Radeon 7200. Рекомендовались GeForce 3 или Radeon 8500 следующего поколения из-за их более эффективной архитектуры, хотя их вершинные и пиксельные шейдеры DirectX 8.0 были малопригодны. Несколько игр по-прежнему поддерживали чипсеты DirectX 6.0, такие как RIVA TNT2 и Rage 128 , и программный рендеринг (с интегрированным Intel GMA ), хотя было очевидно, что даже мощный процессор не мог компенсировать отсутствие аппаратного T&L.

Игровые движки, изначально разработанные для платформы ПК , такие как Unreal Engine 2 , начали адаптировать для консолей шестого поколения, таких как PlayStation 2 или GameCube , которые теперь обладают вычислительной мощностью, достаточной для обработки видеоигр с интенсивной графикой.

Новое поколение графических чипов позволило текстурам на основе пиксельных шейдеров , рельефному отображению и технологиям освещения и теней стать обычными. Технологии шейдеров включали HLSL (для DirectX ), GLSL (для OpenGL ) или Cg .

Это привело к устареванию графических чипов DirectX 7.0, таких как широко распространенные GeForce 2 и Radeon 7200 , а также чипсетов DirectX 6.0, таких как RIVA TNT2 и Rage 128 , и интегрированных графических ускорителей на плате . До этого поколения игр мощный ЦП был способен в некоторой степени компенсировать старую видеокарту. Средние требования к видеооборудованию: минимум — GeForce 3 или Radeon 8500 , настоятельно рекомендуется GeForce FX, Radeon 9700 (или другие карты с поддержкой Pixel shader 2.x ). Radeon 9700 продемонстрировал, что сглаживание (AA) и/или анизотропная фильтрация (AF) могут быть полностью пригодными для использования опциями даже в самых новых и требовательных играх того времени, и привел к широкому принятию AA и AF в качестве стандартных функций. До этого многие графические чипы поддерживали AA и AF, но это сильно снижало производительность, поэтому большинство геймеров предпочитали не включать эти функции.

Благодаря этим новым технологиям игровые движки стали легко интегрировать внутренние и внешние среды, использовать шейдеры для более реалистичной анимации (персонажи, вода, погодные эффекты и т. д.) и в целом повысить реализм. Тот факт, что GPU выполнял некоторые задачи, которые уже выполнялись CPU , и, в более общем плане, возросшая доступная вычислительная мощность позволили добавлять реалистичные физические эффекты в игры, например, с включением физического движка Havok в большинство видеоигр. ^[17] Физика уже была добавлена ​​в видеоигру в 1998 году с Jurassic Park: Trespasser , но ограниченные аппаратные возможности в то время и отсутствие промежуточного программного обеспечения, такого как Havok, для обработки физики сделали ее технической и коммерческой неудачей. ^[18]

id Tech 4 , впервые использованный для Doom 3 (2004), использовал полностью динамическое попиксельное освещение , тогда как ранее 3D-движки в основном полагались на предварительно рассчитанное повершинное освещение или карты освещения и затенение Гуро . Подход Shadow volume, используемый в Doom 3, позволял создавать более реалистичное освещение и тени, ^[19] но это имело свою цену, поскольку он не мог отображать мягкие тени, и движок был в основном хорош в помещениях. Позже это было исправлено для работы с обширными открытыми пространствами с введением технологии MegaTexture в движке id Tech 4 .

В том же году Valve выпустила Half-Life 2 , работающую на их новом движке Source . Этот новый движок был примечателен тем, что, помимо прочего, имел очень реалистичную лицевую анимацию для NPC , включая то, что было описано как впечатляющая технология синхронизации губ . ^[20]

Дальнейшие усовершенствования графических процессоров , такие как Shader Model 3 и Shader Model 4 , ставшие возможными благодаря новым графическим чипсетам, таким как серии GeForce 7 или Radeon X1xxx , позволили улучшить графические эффекты.

Разработчики этой эпохи 3D-движков часто хвастаются своим все более фотореалистичным качеством. Примерно в то же время киберспорт начал привлекать внимание. Эти движки включают реалистичные материалы на основе шейдеров с предопределенной физикой, среды с процедурными и вершинными шейдерными объектами ( растительность , мусор, созданные человеком объекты, такие как книги или инструменты), процедурную анимацию , кинематографические эффекты ( глубина резкости , размытость изображения и т. д.), рендеринг с высоким динамическим диапазоном и унифицированные модели освещения с мягким затенением и объемным освещением .

Однако большинство движков, способных создавать подобные эффекты, являются развитием движков предыдущего поколения, таких как Unreal Engine 3 , Dunia Engine и CryEngine 2 , id Tech 5 (который использовался с Rage и использует новую технологию виртуального текстурирования ^[21] ).

Первые игры, использующие Unreal Engine 3, были выпущены в ноябре 2006 года, а первая игра, использующая CryEngine 2 ( Crysis ), была выпущена в 2007 году.

Дальнейшие усовершенствования графических процессоров , такие как Shader Model 5 , ставшие возможными благодаря новым графическим чипсетам, таким как серии GeForce 400 или Radeon HD 5000 и более поздние, позволили улучшить графические эффекты, такие как динамическое смещение карт и тесселяция .

По состоянию на 2010 год были выпущены две предстоящие эволюции основных существующих движков: Unreal Engine 3 в DirectX 11 , на котором основана Samaritan Demo ^[22] (которая используется в Batman: Arkham City , Batman: Arkham Knight и других играх UE3 на базе DX11) и CryEngine 3 , на котором работают Crysis 2 и 3 .

Немногие компании обсуждали будущие планы относительно своих движков; id Tech 6 , будущий преемник id Tech 5, был исключением. Предварительная информация об этом движке, который все еще находился на ранних стадиях разработки, как правило, показывала, что id Software смотрела в сторону направления, в котором трассировка лучей и классическая растровая графика будут смешаны. ^[23] Однако, по словам Джона Кармака , аппаратного обеспечения, способного поддерживать id Tech 6, еще не существовало. ^[24] Первая игра, использующая движок, Doom , была выпущена в середине 2016 года.

В сентябре 2015 года Valve выпустила Source 2 в обновлении Dota 2. ^[25]

• Игровой движок
• Список игровых движков
• Список движков шутеров от первого лица