Привет, у меня наконец-то появилось несколько свободных часов, и я рад закончить цикл материалов, посвященных основам компьютерной графики. Предыдущие посты об этом можно почитать здесь и здесь. На повестке дня у нас самый сложный и самый зрелищный стиль — #реализм
Основные понятия
В искусстве и литературе реализм означает истинное изображение предметов без какой-либо идеализации или преувеличения. #Фотореализм — это поджанр реализма, который поднимает стиль на ступень выше. Вы наверняка видели в соцсетях потрясающие работы художников, которые практикуют такой стиль. Также существует полу-реализм, или стилизованный реализм (мы разбирали его в предыдущем материале).
Почему нам нравится этот стиль? Это заложено природой. В искусстве стремление к реализму всегда было важным аспектом в развитии других художественных стилей, ведь это то, что человек видит перед собой чаще всего. Такой визуал способен погрузить игрока в мир игры. С точки зрения технологий достижение реализма позволяет двигаться прогрессу дальше.
Что такое реализм в понимании CG? Этот стиль максимально приближает объекты, окружение и персонажей к возможному сходству с реальностью. Реализм зародился в 90-е, когда 3D-визуализация стала новым каноном компьютерной графики. Именно тогда в игровой индустрии прочно засело мышление, что чем реалистичнее выглядит игра, тем она круче. С тех пор реализм стал "любимчиком" у разработчиков и остается таковым до сих пор, достаточно посмотреть на современные AAA-игры. В прошлом этот стиль отлично подходил приключенческим играм, но с остальными жанрами тоже дружил. Его использовали в шутерах, симуляторах, гонках, хоррорах, и т.д.
Из недостатков такой графики стоит отметить высокую стоимость ее создания. Моделирование, текстурирование, освещение, анимация (не забываем про мокап) — все это занимает много времени и съедает основную часть бюджета проекта. Поэтому раньше такие игры могли себе позволить только средние и крупные студии, пока не появились бесплатные движки. Ну и, конечно, вся эта красота нещадно жрет ресурсы, поэтому этот стиль не часто встречается в мобильных и портативных играх.
Стоит учесть, что даже если стиль приближен к реальности, он не всегда показывает настоящий мир в реальном времени. Поэтому существуют дополнительные подгруппы: телевизуализм и иллюзионизм. Первое странное слово обозначает метод имитации телевизионных передач с использованием нескольких камер и мгновенных повторов. В основном, встречается в спортивных и гоночных играх. Серия FIFA — яркий пример "телевизионной" игры. Иллюзионизм использует фотореалистичную графику для создания вымышленного контента: сюда можно отнести практически все фэнтезийные ролевые игры а-ля " #Ведьмак ", а также sci-fi (да хоть тот же Mass Effect).
Как менялась реалистичная графика
Теперь, когда мы знаем основы стиля, можно ознакомиться с его эволюцией.
Оцифрованные спрайты
Еще до расцвета 3D-графики в играх разработчики пытались добиться реализма путем оцифрованных спрайтов. В отличие от нарисованных спрайтов в пиксель-арте, в оцифровках использовались фотографии специально приглашенных актеров и моделей. Самый распространенный пример — это ранние серии Mortal Kombat. У такого вида оцифровки был один серьезный недостаток: из-за ограниченного количества кадров анимация выглядела корявой. Детализация тоже оставляла желать лучшего, но не забываем о том, что технические возможности были сильно ограничены, а люди воссоздавали реализм как могли.
FMV
Параллельно с оцифрованными спрайтами существовал и другой графический метод — Full Motion Video или FMV. Визуал состоял из видеоматериалов, который специально снимали на студиях с участием реальных актеров. Затем этот контент использовался в качестве основы для видеоигры. Именно FMV положило начало жанра интерактивное кино. Самые яркие примеры из прошлого — Mad Dog McCree, 7th Guest и Phantasmagoria. Пожалуй, основной их недостаток заключался во внушительном для того времени размере. Вышеупомянутая Phantasmagoria была аж на 7-ми дисках.
Предварительно отрисованная графика (пре-рендеринг)
Эта технология появилась в середине 90-х. Была широко распространена в point-and-click играх от первого лица (Myst). Визуал состоял из отдельных снимков полностью визуализированных локаций, смоделированных в StrataVision 3D и в дальнейшем обработанных в первой версии Photoshop. Конечно, столь впечатляющая графика требовала соответствующее "железо".
3D-графика
Теперь, когда мы знаем эволюцию реалистичной графики, самое время перейти к тому, что актуально в настоящее время, а именно 3D. Современный реализм в играх основан на четырех слонах основных параметрах, которые помогают достичь нужного результата: количество полигонов, текстуры, освещение и анимация.
Пока что большинство современных видеоигр визуализируются с помощью растеризации. Этот метод представляет собой алгоритм, который выводит 3D-сцену на дисплей. Затем отдельно рассчитываются освещение и тени относительно заданного источника света. Сейчас все больше набирает популярность трассировка лучей — рейтрейсинг.
#Рейтрейсинг (ray tracing) — метод рендеринга, который уже много лет используется для создания реалистичных 3D-сцен в кинематографе. В отличие от растеризации, свет и тени не нужно моделировать вручную, так как трассировка лучей сама создает световые лучи. Таким образом, они могут перемещаться от одного объекта к другому, создавая сложную, но очень правдоподобную сцену. Мы все прекрасно знаем, что подобную технологию поддерживают не все видеокарты, а для многих игроков они все еще недосягаемы, поэтому и игр с поддержкой трассировки лучей пока не так много.
Но не рейтрейсингом единым. Для того, чтобы добиться гипер-реалистичного визуала, разработчики нередко прибегают к фотограмметрии. Смысл в том, что делается множество фотографий объектов с каждого ракурса. Затем их загружают в специальное ПО для 3D-рендеринга, которое создает трехмерные модели с реалистичными текстурами. Процесс достаточно кропотливый: фон и освещение должны быть статичными, поэтому при съемках на природе придется дождаться момента, когда солнце скроется за облаками и прекратится ветер. После того как модели готовы, они нуждаются в пост-обработке и ручном редактировании, так как у исходника будут миллионы треугольников. и эту историю необходимо упростить до низкополигональной сетки. Такой метод применялся в приключенческой хоррор-игре The Vanishing of Ethan Carter. С появлением 3D-сканеров работа значительно упростилась.
Как бы мы не охали от потрясающего фотореалистичного визуала в играх в настоящее время, ни одной игре пока что не удалось добиться истинного реализма. По словам Тима Суини, технологии подошли к этому близко, но все еще недостаточно для того, чтобы невозможно было отличить CG от реального мира. И если окружение еще можно сделать "настоящим" с помощью рейтрейсинга, то создать живого человека на мониторе долгое время было проблематично. Несмотря на то, что модели во многих играх были сделаны достаточно детально, игрок на подсознательном уровне понимал, что они искусственные и им чего-то не хватает. Причины могли быть разными: безжизненные глаза, грубая лицевая анимация, текстуры не очень высокого разрешения.. Порой это приводило к знаменитому эффекту "зловещей долины". Наверное по этой причине меня пугал внешний вид персонажей Silent Hill 2 наравне с монстрами:)
Реализм в настоящее время и его перспективы
Наверное, последней на данный момент точкой развития персонажей можно считать фотореалистичность Death Stranding и The Last of us Part II. Даже в обхаянном всеми Cyberpunk 2077 можно создавать шикарные фотопортреты (см. выше), (конечно, если у вас есть видеокарта с поддержкой RTX). То чувство, когда фоторежимом можно добиться эффекта реальной фотографии. Но здесь тоже кроется подвох: как говорил профессор робототехники Масахиро Мори, чем ближе мы подходим к истинному реализму, тем больше нас беспокоят самые мельчайшие неточности: полигональные пряди, некорректная синхронизация губ (во время геймплея), размытые текстуры на внутренней стороне рук... Но в целом, прогресс, который графика сделала за 20 лет просто поражает.
Что ждет реализм в будущем? Есть теория, что когда технологии полностью устранят проблемы фотореализма, разработчики игр вернутся к стилизации. Многие профессионалы ее придерживаются. Буквально вчера, листая Twitter, я наткнулся на аналогичные рассуждения от экс-геймдиректора Naughty Dog Брюса Стрейли (я немного схалтурил и включил автоперевод для вас, он вполне вменяемый):
Пожалуй, лучше и не скажешь. Думаю, на этой позитивной ноте я и закончу этот материал. Спасибо за внимание.
Обратная связь: Фан-паблик по Death Stranding | Личный паблик (я там бываю реже)| канал на YouTube |