В одной из прошлых игр студии Remedy, Quantum Break, игровой процесс был четко отделен от сериала с живыми актерами, довольно продолжительные эпизоды которого заменяли традиционные кат-сцены. Alan Wake 2 отчасти повторяет такой подход к повествованию, но графика в новом хорроре так хороша, а видеоролики настолько точно повторяют декорации и освещение игровых локаций, что грань между повествованием и геймплеем практически стирается.
Добиться такого эффекта разработчикам помогли самые современные технологии, которыми напичкан собственный игровой движок студии — Northlight.
Alan Wake 2 — вторая ААА-игра после обновленной Cyberpunk 2077, которая поддерживает самый реалистичный на сегодня метод расчета освещения — трассировку путей с новым алгоритмом ReSTIR. Формально он позволяет технологии работать с картами как от NVIDIA, так и от AMD, но у последних пока нет ускорителей, способных угнаться за конкурентом в столь сложных вычислениях.
Чтобы справиться с продвинутым освещением карты GeForce RTX используют алгоритмы реконструкции и генерации кадров DLSS 3, для работы которых необходимы тензорные ядра. У Radeon их попросту нет. Поэтому прямо сейчас увидеть все красоты Alan Wake 2 смогут только владельцы топовых видеокарт NVIDIA.
Одним из важнейших улучшений графики с трассировкой путей стали рассчитанные с попиксельной точностью тени. В отличие от зеркальных отражений, наш мозг не знает, как должны выглядеть реалистичные тени, поэтому в играх многие довольствуются самыми простыми настройками этого параметра. Разница на глаз почти не заметна, а производительность ощутимо повышается.
Обычные четкие тени, смягченные особым фильтром, выглядят достаточно неплохо. Но мы подсознательно все равно воспринимаем их как «игровые» — в том числе потому, что фильтр не учитывает расстояние от объекта до его тени и размывает все одинаково.
Трассировка путей создает реалистичный эффект пенумбры – рассеивания тени с увеличением расстояния между объектом, отбрасывающим тень, и поверхностью, на которую эта тень падает. Поэтому на картинке слева тень от сетки очень четкая только у самого пола под забором, а дальше рассеивается и практически исчезает.
Справа на обычную тень просто наложен фильтр, и она выглядит одинаково на любом расстоянии от источника и объекта. Доходит до смешного: в интернете разработчиков обвиняют, что трассировка путей убирает тени от заборов-сеток в Alan Wake 2.
Трассировка также позволяет избавиться от такого недостатка классического подхода, как низкое разрешение карт теней. Из-за него в очертание тени попадают детали типа формы листьев или узора занавесок.
Тени, созданные трассировкой с попиксельной точностью, и соответствующее освещение добавляют материалам и текстурам детализацию, которую раньше нельзя было увидеть. В Alan Wake 2 тени особенно важны, так как герои всегда носят с собой фонарики, а игровой процесс и даже сюжет во многом построены на взаимодействии света и тени.
Традиционно в играх и 3D-рендеринге все источники света точечные и светят направленным лучом. Разработчики могут делать этот луч шире или уже, направлять в разные стороны и смягчать при помощи фильтра-рассеивателя.
Но в реальности — например, в кино и фотографии — действительно мягкий свет дают не прожекторы с узким лучом, пропущенным через фильтр, а большие — выше человеческого роста — источники. И трассировка теперь позволяет имитировать их в играх, придавая сценам те самые фотореализм и кинематографичность.
В 3D-графике большие источники — area lights — появились относительно недавно и в играх встречаются редко. Но трассировка путей делает источниками все светящиеся объекты — лампочки, экраны, даже отраженный свет солнца.
На примере с сеткой мы видим именно area lights. В большинстве игр потолочная люминесцентная лампа была бы просто моделью, в центре которой находится невидимая светящаяся точка. Но в Alan Wake 2 с трассировкой путей лампа светится по всей длине, и именно ее габариты делают тени настолько мягкими.
Многие игры для формирования отражений до сих пор используют информацию из упрощенных копий игрового мира. В таких отражениях иногда завышена яркость и неправильно отрисованы тени. Хотя в реальном мире изображение в зеркале всегда немного темнее.
В Alan Wake 2 вместо копий окружения используется трассировка путей, которая рассчитывает отражения сразу для нескольких объектов и адекватно формирует освещение и тени.
При этом в Remedy не забывают про консоли и слабые ПК, которые не могут потянуть максимальное качество. Глобальное освещение, включая отражение цвета на различных поверхностях, работает даже при выключении трассировки.
Remedy пользуется старой техникой «запекания» заранее рассчитанного освещения сцены, а трассировка пути лишь добавляет детали и штрихи, сглаживая недостатки классического подхода. Alan Wake 2 всегда выглядит очень красиво, на совершенно новом для игр уровне.
Отражения на полупрозрачных объектах — окнах, стеклянных дверях, стеклах автомобилей, витринах — использовали еще в Watch Dogs Legion в 2020 году. И она тоже была весьма требовательной для своего времени.
Но в Alan Wake 2 стекла более детализированы — они могут быть сильно грязными, с разводами от моющих средств, покрытыми пылью и отпечатками рук. Очень реалистично. Внимание к деталям поражает — особенно когда герои светят фонариком через такие объекты, что случается часто на протяжении всей игры.
Высокой детализацией всего остального пространства игра во многом обязана технологии сеточных шейдеров — mesh shaders, появившейся в DirectX 12 еще года три назад. До Remedy активно применять этот алгоритм в играх никто не решался.
Сеточные шейдеры позволяют движку Northlight эффективно отсекать и выгружать из видеопамяти целые модели или их части, которые не попадают в поле зрения игровой камеры или находятся на большом расстоянии. Освободившиеся ресурсы как раз используются, чтобы рендерить те объекты, которые остаются в кадре, с повышенной детализацией.
Во многих играх круглые объекты, будь то колесо автомобиля, крышка мусорного ведра или дно бутылки кетчупа в кафе при близком рассмотрении пестрят углами — окружность составлена из множества прямых линий из-за экономии полигонов. В Alan Wake 2 каждый пончик идеально круглый.
Стены и полы покрыты выбоинами, у приборов на научной станции каждый рычажок и переключатель проработан до мелочей. Когда героям нужно осмотреть какой-то предмет, игра не подменяет обычную модель на новую — все модели рядом с игроком всегда высоко детализированы.
Но даже лучшие технологии ничего не стоят без грамотной реализации. Построить падающую пирамиду из сотен бочек в Crysis в 2007 году можно было не благодаря какому-то революционному физическому движку, а только потому, что разработчики не поленились добавить такую возможность.
В Metal Gear Solid 2 в 2001 году на PS2 можно было опустошить аквариум аккуратной дыркой от пули не из-за революционного железа консоли, а из-за того, что программисты Konami не поленились выполнить все капризы Хидео Кодзимы.
А вот программисты Remedy не поленились добавить «расчет грязных следов», которые оставляет на полу любой NPC, зашедший с улицы в помещение. На паркете остаются грязь, вода, листья, мелкие ветки и капли крови.
Для усиления чувства опасности разработчики специально сделали обычное оружие довольно слабым — им можно прострелить лобовое стекло или покрышки, но не более. А вот монстры могут отрывать двери и крышки капотов от автомобилей, пробивать тонкие стены и ломать мебель. В том числе используя зазевавшегося героя как снаряд.
Освещение частиц вроде дождя и объемных эффектов (туман или пар) в играх оставляют обесцвеченным и полупрозрачными.
Но в Alan Wake 2, где взаимодействие света и тени обыгрывается и в сюжете, и в геймплее, рассеянный в частицах цвет фонарей очень важен. Он работает и как указатель пути, и для усиления атмосферы мрачного триллера.
Реалистичным туманом, водой и стеклом Alan Wake 2 обязана алгоритму текущей порядко-независимой прозрачности (Moment-Based Order-Independent Transparency, MBOIT). Эта технология появилась в 2018 году и позволяет создавать и реалистично смешивать разные уровни тумана, дыма, пара, воды, стекла.
Это очень сложная задача, над которой разработчики игр бились десятилетиями, и вот наконец в Alan Wake 2 полупрозрачные эффекты выглядят почти идеально.
Лучи фонариков, которыми пользуются герои игры, тоже освещают окружение и погодные эффекты с попиксельной точностью. Некоторые сцены в темном лесу во время ураганного ветра действительно заставляют почувствовать, будто это ты сам находишься один ночью среди этих деревьев.
Для создания ветра Remedy использует поля расстояний со знаком (signed distance fields, SDF). С помощью этой системы в разных зонах будет разная сила ветра. Например, в машине ветра нет, снаружи может быть ураган, а в помещении — небольшой сквозняк от открытой настежь двери.
Тестировать погодные и прочие эффекты разработчикам помогал язык программирования Luau, основанный на языке Lua — он используется для создания скриптов в популярной игре-песочнице Roblox. Благодаря ему дизайнеры и художники могут пробовать разные эффекты без помощи программистов.
Попутно это позволило Remedy избавиться от 80 тысяч строк кода своего собственного скриптового языка для движка Northlight, освободив его команду для создания более важных инструментов разработки.
Так же, как Insomniac модернизировала технологии порталов из Ratchet & Clank: Rift Apart в новой Marvel’s Spider-Man 2, Remedy использует собственные алгоритмы моментальной подгрузки альтернативной версии уровня из другого измерения, которые ранее уже применялись в Control.
Это позволяет менять локацию, предметы и освещение прямо во время игрового процесса без загрузок и подвисаний. Геймер при этом не лишается контроля над персонажем ни на секунду. Но, как и в Control, такая возможность есть только в заранее отведенных местах и вне сражений.
Хидео Кодзима больше не единственный кинодел от мира игр. В сюжетных сценах — что в роликах с живыми актерами, что в заставках на движке — режиссура, постановка, свет и движение камеры на очень высоком уровне. Разница между кат-сценами на движке и живым видео практически незаметна.
При этом у Remedy явно не было гигантских бюджетов. Всего несколько ключевых декораций используются на протяжении всей игры, но в таких неожиданных вариациях, что не возникает и мысли, будто это следствие финансовых ограничений, а не особая концепция дизайна. Еще ни одна игра настолько плавно и естественно не совмещала геймплей и кино.
В Alan Wake 2 практически нет подвисаний, которыми сейчас полны почти все игры. Две их самые частые причины – компиляция шейдеров и подгрузка уровней – успешно нивелированы разработчиками. Первых нет ни при первом запуске, ни в главном меню, ни во время игры.
Вторые можно заметить, если намеренно «обмануть» движок — резко развернуться и выбежать из помещения на открытый воздух. В обычных игровых ситуациях они не встречаются.
Несмотря на высокие системные требования (хотя вышедшая почти пять лет назад RTX 2060 – не самый высокий запрос), в игре очень гибкие настройки производительности. Даже на минимальных настройках графики AW2 выглядит очень красивой, при этом заменяя часть «графики будущего» на высокую частоту кадров.
Специалисты Digital Foundry выяснили, что на PlayStation 5 игра работает в более низком качестве и разрешении, чем на Xbox Series X. Это значит, что мощь консолей актуального поколения больше не используется для интерполяции графики уровня PS4 и Xbox One до высоких разрешений.
Теперь она нужна для расчета более сложных и реалистичных эффектов, а также для повышения детализации. Из-за этого консоль с более высокой «сырой» производительностью порой может оказаться эффективнее в самых новых играх.
Когда говорят про самые прогрессивные и высокотехнологичные игровые студии, то про Remedy вспоминают редко. Но каждая ее игра, начиная с Max Payne, — это прорыв в какой-то определенной сфере. В будущем все больше игр будут использовать и сеточные шейдеры для поражающей взгляд детализации, и трассировку путей для создания густой атмосферы и настоящей кинематографичности. Но пока правильно распоряжается этими инструментами только Alan Wake 2.
Заглавное фото: @jim2point0
