«Нам нужно большее разрешение…» Вашей видео-карте требуется наказание. Ей необходимы чистые, нетекстурированные полигоны, носящиеся по экрану вашего монитора. Её нужно выпороть досконально прорисованной архитектурой с множеством замысловатых подробностей. Этот мазохистский кусок кремния в сердце вашего компьютера знает, что способен на большее. Вы просто не были с ним достаточно суровы. До сих пор игры даже на волосок не смогли приблизиться к пределам возможностей вашей карты — они запрограммированы на совместимость, на широчайший диапазон конфигураций. Вы играете на уровне наименьшего общего знаменателя.
Виктор Антонов хочет изменить это. Он — часть команды Valve, занятой определением следующего поколения компьютерной графики с помощью бесплатного эпизода для Half-Life 2. The Lost Coast — это совершенно новый уровень, пытающийся растянуть движок Source до предела, давая к тому же, ещё и возможность поиграть в мире HL2. Он будет выпущен бесплатно через Steam, он будет выпущен скоро и он уничтожит вашу видеокарту.
Над чем же работает Valve?
«За три месяца до выхода Half-Life 2, команды художников завершили свою работу», - объясняет Виктор.
«Нам нужно было думать о будущем, разработать стратегию пост- Half-Life 2 графики. Каков будет следующий уровень визуализации, которого мы сможем достичь?»
Может ли Valve достичь фотореализма: настоящего, лучшего, чем в реальной жизни? Чего это будет стоить? Как Valve готовится к следующему поколению PC-игр?
«Мы знали, что ещё не достигли пределов графики в Half-Life 2»,
Говорит Виктор:
«У нас была идея создать один уровень из вселенной Half-Life 2, чтобы протестировать нашу стратегию нового поколения графики. Мы назвали его The Lost Coast».
В результате получилось потрясающее световое шоу, просто потому, что Valve отказались избегать трудностей.
«Мы выбрали наиболее амбициозную, наиболее тяжелую область»,
Говорит Виктор:
«Это береговая линия с множеством скал, деревней и церковью. Там множество влажных поверхностей, большое количество архитектурных и природных объектов. Мы хотели мощного впечатления — тщательно проработанные скалы, много воды, крайне детализированной и органичной архитектуры, вплоть до последнего кирпичика».
Это бесстыжее празднество графики, сделанное для самого лучшего железа. Процессор 3.2GHz, 1Gb оперативной памяти и самая мощная графическая карта (без привязки к конкретному производителю) — вот минимальные требования.
Valve бросает все на этот проект — каждая текстура украшена bump map’ами высокого разрешения (математический алгоритм, придающий поверхностям выпуклый вид), большие скайбоксы, большая перспектива, лучшее освещение. Но в центре всего проекта стоит технология, названная High Dynamic Range (HDR). HDR динамически симулирует интерпретацию света глазом и подстраивает картинку в зависимости от количества света, попадающего на сетчатку. Глазам Гордона Фримена, входящего с улицы в темное помещение, потребуется время на адаптацию.
Эффект HDR в действии. Гордон входит в тень и его восприятие света меняется. Его глаза адаптируются к сумеркам, и он может видеть новые детали.
«Во всех современных играх, включая Half-Life 2, освещение неправильное»,
Говорит Виктор, порицая собственную работу.
«Часть „игрового“ вида — это несоответствие между небом, освещением и отражениями. Они выглядят не так, как должны. Единственный способ исправить это — сделать то же, что делает настоящая камера, то есть динамически подстраивать экспозицию, в зависимости от того, на что вы смотрите. Если вы смотрите на темные участки, у них будет большая экспозиция, а у освещенных — меньшая. Если вы сфотографируете небо, то предметы на земле будут выглядеть более темными, чтобы отобразить детали в небе. Если вы захотите изменить освещение в пользу предметов на земле, небо станет слишком ярким и подробности в нем потеряются».
В прошлом, разработчики использовали искусственные, ярко окрашенные скайбоксы и переосвещенные архитектурные строения в своих мирах. Вот почему вы можете с одинаковой легкостью подробно разглядеть и рисунок облаков и плакат на вершине небоскреба одновременно. Именно поэтому игры выглядят как игры, а не как фотографии. Именно это Valve стремится изменить.
Однако это сложнее, чем они думали изначально. Valve обнаружили, что каждый объект визуализации, используемый в игре, должен быть сделан с учетом HDR. Valve пришлось понять как каждая текстура, каждый объект выглядит при различной экспозиции. Если темно, сможет ли игрок разглядеть подробности? Нет, но их все равно необходимо прорисовать.
«Мы используем специальную программу, чтобы рисовать объекты в различных уровнях экспозиции»,
Говорит Виктор.
«Нам пришлось сделать каждый объект специально под эту задачу. Это требует гораздо больше работы, чем раньше. Например, каждое небо приходится рисовать четыре раза, для разного освещения».
Это не просто графические красоты. Робин Волкер, дизайнер игры, придумавший сцену с метрокопом и банкой во вступительной главе Half-Life 2, осознает возможности новой технологии.
«Её можно использовать в геймплее. Если вы выскочите из темноты на освещенное пространство, вы ненадолго ослепните и до тех пор, пока глаза не адаптируются, все вокруг будет слишком ярким. Это же можно использовать и в другую сторону. Спрячем монстра в темной области, и пройдет несколько секунд, прежде чем силуэт станет виден в подробностях».
Смысл этих слов продемонстрирован на деле спустя несколько секунд. Гордон входит в безукоризненно сделанную церковь, декорированную невероятно детализированными фресками. Ритм винтов приближающегося вертолета нарушает тишину. Без малейшего предупреждения витраж разлетается на куски, и потоки света устремляются в заплесневелый зал. Вертолет застывает, закрыв собой солнце, но на него невозможно нацелиться. Сам свет кажется враждебным.
Valve намерены добавить самим себе трудностей. Они сдвигают границы графических технологий и раздвигают пределы собственных возможностей в разработке. Они усложняют создание игр. Стоит ли это того? Виктор считает что да.
«В графическом плане первой целью всегда был фотореализм. Реальные картинки. И только после них идут стилизованные изображения и рисунки».
Вот что будет дальше: игры вырвутся за грань реализма. Они станут сверх-реальными.
Система комментариев в Lost Coast
Мы крались на цыпочках по узкому уступу, когда послышался шум приближающегося вертолета. На тропинке впереди мы подобрали немного здоровья перед грядущим боем… Но то, что мы увидели дальше, было вовсе не ожидаемым вертолетом. Вместо него мы увидели парящую в воздухе информационную иконку, кликнув по которой, мы услышали голос Робина Волкера — программиста и дизайнера Valve: Мы запустили этот звуковой эффект, чтобы заставить вас нервничать и создать ощущение тревоги, даже не смотря на то, что пока вы в полной безопасности до тех пор, пока не продвинетесь чуть дальше и не вступите в бой.
Если вы предпочитаете не узнавать подобные тайны разработчиков, не включайте систему комментариев, которая впервые появится в бесплатном уровне для Half-Life 2 — Lost Coast.
«Это эксперимент», говорит Волкер. «Нам всегда казалось, что игрокам будет интересно узнать — как происходит процесс создания игр, хотели продемонстрировать, что стоит за каждой задумкой. Это продолжение того, что мы делали в Counter-Strike: Source, когда каждый день разработки сохраняли скриншоты карт с разных углов, пока не получилось нечто вроде раскадрованного фильма о процессе создания. Теперь же мы включили комментарии прямо в игровой процесс».
Результат заметен мгновенно. Бонусы заключаются не только в голосовых комментариях, как мы рассказывали выше — они становятся интерактивны до такой степени, до которой никогда не смогут дойти режиссерские версии DVD фильмов. К примеру, клик на одну иконку передает управление камере для демонстрации той или иной подробности. Клик на другой — разделяет экран на две части и демонстрирует разницу, привнесенную новой технологией HDR освещения, впервые использованной Valve в своих продуктах. Объясняет Волкер:
Если что-то на вашем экране обладает 20-процентным отражением, например как мокрый песок, то максимальная яркость, отраженная от него составит 20 процентов от яркости монитора.
Более точная симуляция баланса белого в HDR гарантирует, что отражение солнца на мокром песке будет выглядеть как в жизни и потенциально может использовать 100 процентов яркости монитора. К тому же HDR использует эффект bloom для симуляции белого за пределами 100 процентов яркости монитора.
Если отбросить научный язык, то Lost Coast выглядит крайне реалистично (превосходя в этом плане даже движок Doom 3) — с правдоподобным освещением, которое заползает в углы и демонстрирует особенность человеческого глаза приспосабливаться к внезапной смене яркости света. К тому же, кроме технической демонстрации, Lost Coast дополняет историю Half-Life, рассказывая, как хэдкрабы наводнили город Рэйвенхолм в Half-Life 2.
«Я думаю, что с течением времени будем пробовать, как в бесплатных разработках, так и в коммерческих продуктах — непрерывно добавлять и технологии и сюжет, развивать их вместе», говорит Волкер.
Так, например, в Aftermath, мы внедрили новый искусственный интеллект для взаимодействия с союзниками. Это позволит нам лучше раскрывать сюжет и использовать новые технические уловки. Мы построили движок так, что он будет непрерывно становиться лучше. И мы надеемся, что нам никогда не придется сказать: «Все. Вот и пришел конец этому движку». Это всегда будет Source, и Source всегда будет становиться лучше.
Технологические подробности Lost Coast
Введение в HDR
«Привет. Это Гейб Ньюэлл и добро пожаловать на Затерянное побережье. Сейчас мы поговорим о нашей разработке — новой графической технологии, названной High Dynamic Range или HDR. Так же мы приоткроем завесу над некоторыми проблемами дизайна и производства, с которыми мы столкнулись, создавая The Lost Coast». Именно так начинается Half-Life 2: Lost Coast — с вводной основателя и генерального директора Valve, Гейба Ньюэлла. Будучи приглашенными в Valve, мы прилетели в Сиэтл, чтобы встретиться с командой разработчиков Lost Coast и поговорить о HDR, производительности и качестве изображений, так же как и о грядущем релизе Day of Defeat: Source. А еще нам посчастливилось поиграть в «Затерянное побережье» и протестировать его производительность.
В этой статье мы рассмотрим технологию, разработанную в Valve, поговорим о сюжете уровня, ответим на некоторые вопросы, поделившись своим мнением, и заглянем в офисы Valve. А перед самым релизом Lost Coast мы опубликуем статью, которая расскажет о производительности различных видеокарт протестированных на нём.
Помечтайте
Half-Life 2: Lost Coast — ответ Valve на ряд вопросов серии «а что если»: а что если не будет никаких ограничений? Что было бы, если бы нам не нужно было беспокоиться о пользователях со средненькими компьютерами? Если бы системные требования не были ничем ограничены? После всемирного выхода Half-Life 2 16-ого ноября 2004, группа программистов и художников в Valve села, чтобы создать невероятный уровень. Уровень, с текстурами высокого разрешения, с высококачественными моделями и добавлением технологии High Dynamic Range Rendering (HDR) в движок Source. Их цель состояла в том, чтобы создать технологическую демонстрацию — один уровень, который установил бы новые стандарты в качестве изображения и реализме. Кое-что, чтобы действительно достойно быть запущенным на самых крутых из сегодняшних компьютеров.
Давайте еще раз уточним: Lost Coast это не только HDR. Это и другие вещи — невероятные текстуры и высококачественные модели.
High Dynamic, что?
HDR делает самый большой шаг в скачке качества внутри игрового изображения, начиная со времен появления сглаживания. После того как вы поиграете с включенным HDR, все остальные игры будут вам казаться плоскими и унылыми, с безжизненными персонажами. Так, что же такое HDR и что он означает? Пол Дебевек, исследователь графики из Университета Южной Калифорнии, известен как отец HDR, и мировой эксперт в этой области. «Динамический диапазон» местности — это контрастное соотношение между его самыми яркими и самыми темными частями«, говорит он. «Тарелка равномерно-освещенного пюре, стоящая на улице облачным днем — это низко-динамический диапазон. Интерьер кафедрального собора со светом, струящимся сквозь его витражи — высоко-динамический диапазон. Фактически, любая местность, в которой источники света могут быть непосредственно увидены — высоко-динамический диапазон».
Картинка высоко-динамического диапазона — картинка, у которой уровень контраста настолько велик, насколько его могут отобразить обычные мониторы, или которая может быть снята простым фотоаппаратом с фиксированной выдержкой.
Сегодняшние TFT мониторы обладают типичным коэффициентом контрастности 400:1, и даже самые дорогостоящие модели могут похвастаться только 1000:1. Это значит, что в любой игровой сцене, цветность или яркость самого темного пикселя может быть одной тысячной от значений самого яркого пикселя. Это может казаться большим значением , но в мире вокруг нас динамический диапазон человеческого глаза измеряется не сотнями, а сотнями тысяч или даже больше.
(Диaфрагма: 22. Выдержка: 1/1600 сек) (Диaфрагма: 22. Выдержка: 1/250 сек) (Диaфрагма: 22. Выдержка: 1/40 сек)
Здесь вы можете увидеть фотографии солнца, снятые цифровым фотоаппаратом. Даже с очень небольшим значением диафрагмы на первой картинке — изображение солнца слишком передержано, тогда как вся остальная часть картинки снята как будто с маленькой выдержкой. При попытке увеличить диафрагму для компенсации этого эффекта вы придете к засвеченному изображению (последнее изображение).
Что бы показать теорию на практике, приведем пример из Затерянного побережья. Крис Грин, один из программистов Valve объясняет: Как вы можете видеть, не одно из значений диафрагмы/выдержки не смогло охватить все детали сцены. Вы можете отображать ярко освещенную местность или темную беседку мелкими деталями. Никакие значения не смогут помочь дисплеям правильно показать такую сцену (так как её должен видеть человеческий глаз).
Для разработчиков игр это означает, что борясь за создание большего реализма в своих играх, они застревали в рамках стандартного динамического уровня. Добавив HDR в движок Source, Valve получила большую свободу при создании игрового мира и реализма освещения. Используя такие методы, они могут охватить большой диапазон сегодняшних дисплеев.
