А что выберете Вы? Миры, сгенерированные бездушными ИИ или же десятки чашек кофе для художников, level-дизайнеров и др. специалистов? Мы знаем множество удачных проектов с обеих сторон. В современном мире ИИ-технологии поджидают нас на каждом шагу, особенно с появлением UE5 (Unreal Engine 5). Новая версия игрового движка подарила нам такие технологии, как:
- Процедурная генерация кадров
- Lumen
- Nanite
- Трассировка лучей
- DLSS 3.0
- и др.
Являясь очень важным инструментом в умелых руках, ее повальное наличие в каждой игре вызывает двоякие чувства. «Ты должен был бороться со злом, а не примкнуть к нему». И это касается не только процедурной генерации кадров в играх. Сюда же можно отнести и люмены с нанитами, и апскейлинг, и трассировку лучей и многое, многое другое.
При отсутствии четкого виденья и подходящих навыков работы с новыми технологиями может получиться проект в духе Starfield. В данной игре огромное множество очень красивых, но пустых планет. Проект не оправдал ожиданий, несмотря на вложенный бюджет и усилия команды разработки Bethesda
C чего все начиналось?
Одним из первых задокументированных появлений процедурной генерации в играх считает игра Elite, вышедшая в 1984 году для компьютеров BBC Micro. Может показаться, что это было давно и неправда, но это проект в жанре космического симулятора с открытым миром и элементами экономической стратегии
В свое время Elite стала прорывом в индустрии того времени. Процедурная генерация позволяла создавать множество планет и звездных систем.
Внедрение ИИ при разработке игр - явление не новое. Искусственный интеллект зачастую оказывает положительный эффект, как на производственный цикл, так и на загруженность команды разработки.
Одна из самых частых зон применения ИИ - это это управление NPC(Non-player character). Например, часто используют алгоритм - конечный автомат или finite-state machine. При работе с этим алгоритмом разработчик обобщает все возможные ситуации, с которыми может встретиться ИИ, и программирует конкретную реакцию для каждой из них. Например:
- В шутерах ИИ-противник отслеживает, как собственную полоску здоровья, так и полоску здоровья протагониста. При критическом уменьшении полоски собственного здоровья противник отступает
Из современных примеров использования ИИ и процедурной генерации в частности следует упомянуть игру от команды Hello Games - No Man';s Sky
Чем же объясняется такой повальное засилье ИИ в играх?
Игровой рынок очень быстро развивается. Наращиваются обороты производства, капиталооборот компаний увеличивается. Например, не так давно капитализация компании NVIDIA перевалила за 4 триллиона долларов. Цикл производства одного ААА-проекта составляет примерно 100-300 млн. долларов. Эти цифры сравнимые со стоимостью съемки голливудского фильма. И они не собираются останавливаться.
Несмотря на это крупные игроки в индустрии игр вынуждены значительно сокращать штат своих сотрудников. Так Activision Blizzard, BioWare, Bungie, CD Projekt, Epic Games и др. студии с 2022 года по сегодняшний день увольняют огромное количество своих сотрудников, попутно закрывая свои дочерние студии. С 2022 по 2025 года в игровой индустрии произошло сокращение около 35 000 рабочих мест.
По данным отчёта Game Developers Conference «2025 State of the Game Industry», 11% из 3000 опрошенных разработчиков сообщили, что их уволили за последние 12 месяцев. В начале 2025 года Microsoft объявило о сокращении примерно 9000 рабочих мест, что стало крупнейшим сокращением за два года.
Основная причина такого огромного числа сокращений и увольнений в игровой индустрии - мыльный пузырь, который образовался еще в 2020 году. Слишком удачно сложились два события, последствия которых индустрия расхлебывает до сих пор….
Это значение, которое закладывается в алгоритмы генератора при создании мира
- Пандемия
- Выход консоли нового поколения
Во время пандемии миллионы людей оказались изолированы, удаленный режим работы, все сидят дома. Как следствие, люди требует хлеба и зрелищ, и находили это в играх. Таким образом, создался БУМ спроса на консоли нового поколения и на др. игровые проекты. В это же время, в ноябре 2020 года выходит PS5 и Xbox Series X/S, которые дополнительно подогревали интерес пользователей.
Результаты таковы:
- США геймеры потратили на игры почти 57 млрд долларов — на 27% больше по сравнению с 2019 годом
- Глобальный рынок консолей(так и оборудования) вырос на 19%
- В 2021г. американский рынок видеоигр вырос на 8%, достигнув отметки в 60,4 млдр. долларов
Но все хорошее рано или поздно заканчивается. Время такого высокого спроса на консоли и сопутствующие элементы начинает спадать. В то время, как инвесторы все еще требуют показывать ежеквартальную выручку, бюджет на разработку уже увеличился и зафиксировался, но денег в самой индустрии - стало меньше. Это ключевой момент.
Спасение в ИИ
Таким образом, что мы имеем в итоге:
- Огромные бюджеты на ААА-проекты
- Инвесторы требуют ежеквартальные положительные показатели выручки
- Гиперболизированный штат сотрудников, которым нужно платить
И здесь поднимается вопрос того, как можно сократить расходы? Со временем крупные компании-разработчики нашли спасение в ИИ-инструментах:
- Процедурная генерация
- Люмены и наниты
- Трассировка лучей
- DLSS
Давайте поподробнее поговорим про каждый пункт
Процедурная генерация
Процедурная генерация, в широком смысле слова - это автоматическое создание контента с помощью алгоритмов, а не вручную.
Как среди обычных игроков, так и среди разработчиков мнение о процедурной генерации сильно разнятся. Ниже будут приведены некоторые из них:
«Мои слова заденут некоторых моих коллег, но мне не кажется, что с системами автоматического создания контента неприятно взаимодействовать. Я вижу в них скорее безрадостный способ оправдаться перед аудиторией за то, что ты сам вложил в создание контента минимальные усилия.»
- технический геймдизайнер Майк Принкл, Он наиболее известен своей работой в студии Insomniac Games, где он внес огромный вклад в такие проекты, как Marvel's Spider-Man (2018), Marvel's Spider-Man: Miles Morales (2020) и др.
Он считает, что игры сделанные с таким подходом рано или поздно превращаются в «болото» с огромным количеством локаций, данжей и прочего. Интерес могут вызвать только игры с хорошо проделанной геймдизайнерской работой. Процедурная генерация пусть и освобождает разработчиков от рутинных задач, но она бездушна. Ее невозможно настроить на глубокое погружение в игру».
«Я очень не люблю заскриптованные игры. Не люблю игры, когда выясняется, что игра в открытом мире на самом деле линейна, а «исследование» и необязательные квесты встроены в неё искусственно.»
- Разработчик Lost Planet 3 и Far Cry 4 Марк Марате
«Плохие примеры использования процедурной генерации — это Spore и No Man's Sky. В них она затрагивает почти всё — но скучным образом. Весь контент выглядит и ощущается немного по-разному, но все геймплейные фичи остаются теми же самыми, и основной геймплей становится предсказуемым.»
- Игровой художник Эндрю Бишоп, участвовал в таких проектах, как The Last of Us, серия игр Uncharted
Художник считает, что данная технология должна использоваться более точечно и там, где она необходима. Как пример хорошего внедрения ИИ он назвал генератор случайных карт в стратегии Age of Empires. По его мнению, уместность — главный критерий.
У данной технологии есть ряд преимуществ и недостатков. Для начала коснемся преимуществ:
1. Экономика разработки.
Дело в том, что в среднем бюджет на создание ААА-игры сейчас составляет около $200 млн. Из-за чего крупные студии рассматривают все возможные варианты уменьшения расходов. Процедурная генерация идеально для этого подходит
2. Усталость от линейности на рынке.
Очень частая проблема на современном рынке игр — это потоковость. Кроме того, игрокам хочется больше реиграбельности в современных проектах. Это тоже может дать процедурная генерация, благодаря своей специфике. Это более ярко выражено в рогаликах и подобных играх.
3. Доступность технологий
Благодаря технологии процедурной генерации достаточно пары недель плей-тестов и барьер для входа в мир современного геймдева пал перед новым грандиозным проектом
Теперь следует коснуться минусов:
1. Проблемы с индивидуальностью
Миры, созданные с помощью данной технологии кажутся безжизненными.
2. Сложности балансировки
Также сложно балансировать автоматически созданные миры. Не редки случаи того, что игроки попадали в тупик и сталкивались с огромным количеством артефактов и пр.
3. Ограниченные нарративные возможности
Автоматика и продуманный мир в современных реалиях понятия несовместимые. Мы знаем множество игр с хорошо сделанной нарративной стороной, например, The Witcher 3 или RDR 2. Но не приходит на ум ни одна игра, которая сочетала бы в себе хороший нарратив и процедурную генерацию
Следует так же сказать и о технической стороне процедурной генерации, из чего она состоит. Дабы не вводить читателей в заблуждение, я не стану сильно закапываться в цифры. В открытых источников множество полезной информации, которая сможет пошагово объяснить процесс, например, создания внутриигрового мира путем работы с данной технологией.
В основном, при работе с процедурной генерацией особо выделяют два аспекта:
- Шум Перлина.
- Диаграмма Вороного
- Семя (Seed)
Шум Перлина (Perlin noise) — численный математический алгоритм для генерирования процедурной текстуры псевдослучайным методом. Создан Кеном Перлином в 1983 году, назван в честь создателя
Диаграмма Вороного (Мозаика Вороного, разбиение Вороного, разбиение Дирихле) — это разбиение плоскости на регионы на основе расстояния от заданного набора точек (сайтов). Каждая область разбиения образует множество точек, более близких к одному из элементов множества, чем к любому другому. Эти области называют ячейками Вороного.
Seed — это исходное число или строка, которое используется для инициализации генератора псевдослучайных чисел (ГПСЧ). Оно является отправной точкой для создания последовательности чисел, которая кажется случайной, но на самом деле детерминирована (предопределена) этим самым seed.
DLSS(Deep Learning Super Sampling)
Данная технология от NVIDIA. Эта технология масштабирования от компании NVIDIA, разработанная для видеокарт RTX для того, чтобы улучшить качество графики. Рендеринг изображения в более низком качестве с последующим масштабированием до целевого разрешения позволяет улучшить производительность и картинку. Особенность данной технологии заключается в использовании алгоритмов ИИ и специальных тензорных ядер на видеокартах RTX.
Принципы работы DLSS строятся на основе двух важных компонентов:
- Нейросеть. Она анализирует входной кадр и определяет, какие стороны кадра требуют улучшения
- Суперсэмплинг. Метод пространственного сглаживания, который увеличивает разрешение кадра с использованием информации из соседних кадров.
Алгоритм работы выглядит примерно следующим образом:
- Видеокарта создает кадр в низком разрешении с целью снижения нагрузки на графический процессор
- Ядра AI (Tensor Cores), которые входят в состав GPU видеокарт NVIDIA RTX, анализируют изображение и объекты в кадре
- После чего нейросеть масштабирует кадр. Она предсказывает и генерирует детали в высоком разрешении
- На выходе мы получаем качественное изображение более высокого уровня
Технология DLSS увидела свет вместе с релизом семейства видеокарт RTX 2000. Дженсен Хуанг ознаменовал это началом «умного апскейлинга»
Нейросеть сначала повышает разрешение картинки, после чего сверяется с образцом с целью сделать изображение более приближенным к оригиналу.
Первая итерации данной технологии называли Deep Learning Super Soaping, потому что замыливать картинку у нее получалось лучше, чем выполнять основную функцию
В 2020 году вышла вторая версия DLSS 2.0. Она работала значительно лучше своей предшественницы, потому что она не просто брала отдельные кадры, а накапливала и предугадывала вектор движения. Это позволяло увеличить производительность и сохранить качество изображения. Таким образом, данная технология дала стала сильным скачком в работе NVIDIA, потому что впредь не требовалось создавать оборудования для каждой отдельной игры. Эта технология, например, позволила многим геймерам с не самыми мощными компьютерами поиграть в достаточно прожорливый Cyberpunk 2077.
Казалось бы, ничего не предвещало беды и должны была DLSS 3.0 должна была увидеть свет с улучшенным способом апскейлинга, но не все так просто. В 2022году NVIDIA представляет генератор кадров. Теперь кадры не выводятся на монитор по готовности, а через 2-3 кадра. ИИ анализирует 2 кадра, понимает чем они отличаются и создает 3-ий кадр, вставляя между первым и вторым. Да, визуально, количество FPS и плавность на хорошем уровне. Проблема кроется в том, что движок считается то, что мы делаем(нажатие кнопок, приседание, прыжок и др.) один раз за один кадр. Это приводит к довольно критичному списку сопутствующих проблем и артефактов:
- Невозможность предугадать моментальные измнения
- Некорректная обработка элементов интерфейса
- Конфликты с HDR-рендерингом
- Неправильная интерпритация
Все чаще разработчики воспринимают DLSS и генераторы кадров, как волшебное зелье для оптимизации. Вместо того, чтобы работать над утечками памяти, снижать нагрузку на CPU/GPU студии все чаще отдают данные проблемы на произвол AI. Да, это сокращает расходы, уменьшает количество производственного процесса, но помогает ли это самой игре?
Хорошим примером плохого подхода к оптимизации может быть игра «Remnant 2» от студии Gunfire Games. Сами разработчики признались, что большая ставка была сделана на DLSS. Дело в том, что при первом запуске игры автоматически подключайся крайне агрессивный апскейлер, цель которого растянуть картинку 540p на ваш FullHD монитор
Трассировка лучей
Первое упоминание данного функции было еще в 2000 годах, но повсеместное ее использование произошло спустя много времени. До появления данной технологи работа с освещением происходила путем использования невидимых лампочек в углах комнаты и «запечение» света. Только оба эти способа не являлись динамическими, значит, вели себя некорректно по отношению к пространству и объектам, например, засветы, некорректная тень и др.
Чтобы решить данную проблему игровые студии, такие как Ubisoft, DICE и др. разработали метод, схожий с ретрейсингом, но с более толстым вексельным лучом. Она была применена, например, в Mirror’s Edge 2009 года. Прошу заметить, что работа с освещением в этой игре даже сейчас может конкурировать с современными проектами
В 2019г. Глава NVIDIA Дженсен Хуанг представил RT-ядра и переложил всю ответственность за свет на видеокарты. Разработчики вздохнули с облегчением, ведь большой пласт работы упал с их плеч, но пользователи содрогнулись
С применением трассировки лучей реального времени картинка действительно стала лучше, но есть но:
- Удорожание карт
- Улучшения очевидны только при прямом сравнении
- Рез-ты без применения данной технологии практически идентичны трассировке, но требуют больше усилий
Трассировка лучей работает следующим образом: технология просчитывает весь путь луча от источника света до камеры, учитывая все взаимодействия и объекты на пути(отражения, рассеивания, внутриигровые обьекты и др.)
Что же произошло на самом деле?
Глава NVIDIA переложил огромной пласт работы над светом на железо, значительно увеличив цену несоизмеримо улучшению картинки. Кроме того, до момента внедрения данной технологии в DLSS 3.0. игры с использованием трассировки напоминали мыльную оперу...Т.е. заплатив за трассировку лучей, пользователи получали несоответствующий уровень графики.
На сегодняшний день видеокарты без RT-ядер не выпускаются, соответственно, работа с освещением и графикой в играх целиком возложены на железо.
Почему ретрейсинг лучше, чем трассировка лучей?
При стандартном рейтрейсинге отслеживается путь отдельных лучей света для расчёта конкретных эффектов: отражений, теней, преломлений или глобального освещения. Например, луч выстреливается от камеры к объекту, затем — к источнику света, и на основе этого определяется, какую тень или блик нужно отрисовать.
Проблема в том, что обычно учитывается лишь 1–2 отскока луча, а затем свет угасает. Из-за чего приходится применять дополнительные методы, вроде тех же невидимых лампочек в углах помещений, чтобы непрямое освещение выглядело убедительнее. Поэтому трассировка лучей и считается гибридной технологией, а не полноценной.
Трассировка пути же наоборот — полноценная симуляция физики света. Здесь каждый луч просчитывается от источника (Солнце, лампа, экран телевизора) до камеры, учитывая все взаимодействия: отражения, преломления, рассеивание и даже поглощение света материалами. Например, свет падает на стол от лампы, отражается на стену, затем — на вазу, и часть его, пройдя через стекло окна, уходит на улицу. Path tracing пытается учесть все эти пути, даже если луч «отскочил» множество раз
В итоге получается изображение, максимально близкое к реальности: мягкие тени, естественные блики, плавные переходы между светом и темнотой, а также цветовые рефлексы, когда какой-нибудь красный ковёр подсвечивает белые стены теплым оттенком.
Но за такой реализм приходится платить. Если в рейтрейсинге для одного пикселя может хватить 1–2 лучей, то в пастрейсинге их нужно сотни или тысячи, чтобы минимизировать шум. Даже RTX 5090 в Cyberpunk 2077 с включённым Overdrive Mode едва выдаёт 30 FPS в 4K без DLSS.
Люмены и наниты
Сегодня мы много времени уделили нововведениям в игровой разработки. В завершении данной статьи поговорим про наниты и люмены. Начнем с нанитов
Наниты - это рендер с микрополигонами, используется в основе игрового движка UE5(Unreal Engine 5) Используя его, ПК не требуется отрисовывать каждую модель, относительно количеству её полигонов. Благодаря нему изображения выводится разрешением один полигон на пиксель, то есть чем выше разрешение вашего монитора, то тем и выше количество полигонов, другими словами, детализация модели. Это позволяет использовать большое кол-во многополигональных объектов, но и значительно увеличивает вес игры в связи с увеличением прорисованности объектов. Например, RDR 2 и Call of Duty:Modern Warfare уже приходится больше 100гб.
Люмен же — это технология глобального освещения. Чем то она схожа с технологией трассировки лучей, о которой говорилось веыще. Лучи всё также отражаются от поверхностей и переотражаются от них вновь, нет необходимости запекать карты освещения.
Можно будет влиять на освещённость любого помещения в зависимости от параметров источников света, объектов, блокирующие свет прямо во время игры.
Lumen объединяет несколько технологий: Lumen Global Illumination, Lumen Reflections и Lumen with Sky Lighting, которые отвечают за реалистичное освещение и оптические эффекты, отражения и освещение неба, пространств внутри и вне помещений. Но это также ведет и к сопутствующим проблемам. Так из-за высокой нагрузки, связанной с динамическим глобальным освещением это требует значительного качественного усиления вычислительных мощностей. Дело в артефактов, которые появляются из-за сложности работы самой системы. Многие шейдеры, текстуры и пр. методы статического освещения конфликтуют с люменами и начинают работать некорректно
Подытоживая, хочется отметить следующее. Как сказал геймдизайнер Майкл Принкл — уместность. Современное время предлагает огромный спектр новшеств, которые помогают разработчикам в их задачах, но крупные игровые компании и компании-держатели видеокарт ведут политику минимизации. Минимизация усилий, минимизация расходов и др. Но в этой гонке страдают только игроки, которые вынуждены платить огромные деньги, например, за видеокарты, за ААА-проекты и многое другое, но получают взамен некачественный продукт или тот, который не соответствует себестоимости.