Как от плоских пикселей игры перешли к отрытым 3D-мирам

Михаил Малахов
27 октября, 2020
8.2k
0
Культура
в избранное
Сначала не было ничего, и создал программист первый пиксель в кромешном мраке. Из этого пикселя появились векторы пустотелые. Были они хороши, но недостаточно. Тогда программист создал полигоны и наказал окрашивать их всеми цветами доступными. Увидел программист, что это хорошо. Стал день, и стала ночь.

Сегодня строго двухмерные игры — редкость, можно сказать, вымирающий вид. Популяция поддерживается в основном силами любителей-энтузиастов — серьёзные проекты от крупных студий появляются буквально раз в несколько лет. Между тем переход игр от двух к трём измерениям происходил болезненно — через бесконечную череду проб и ошибок, через взлёты и падения культовых франшиз игровой индустрии. Пришло время вспомнить о великой 3D-революции 90-х.

3D до начала времён

Попытки перенести игровой процесс в трёхмерное пространство предпринимались ещё в 70-х, но массовый характер явление приобрело к началу 80-х годов. Конечно, нельзя сказать, что компьютеры пришли в каждый дом, но они уже не воспринимались как инопланетный артефакт. Те, кто беднее, имели какой-нибудь ZX Spectrum или Atari; те, кто побогаче, наслаждались новеньким IBM или Commodore.

Центральные процессоры этих компьютеров имели тактовую частоту от 1 до 6 МГц, а в случае с IBM — и вовсе запредельные 20. Сейчас эти цифры выглядят смешно, но программисты 80-х умудрялись создавать работающие трехмерные миры и под такое железо. Наименее требовательным и продолжительное время единственным работающим способом оставались векторы — линии, создающие геометрические фигуры. Такие фигуры обычно не имели текстур и оставались просто прозрачными. Способ годился для первобытных гоночных, летательных и прочих симуляторов. Например, легендарный космический симулятор Elite.

Игры, которые пытались демонстрировать полигоны, да ещё и с текстурами, либо требовали дорогого железа, либо выглядели как Hard Drive на уже упомянутом ZX Spectrum. Собственно, это демонстрация тех мук, через которые пришлось пройти на пути к великой 3D-революции.

4 игры, вошедшие во Всемирный зал славы видеоигр в 2020 году

Иллюзии и способы имитации 3D

Идей хватало, и программисты были готовы творить, но преградой оставалась примитивная начинка домашних компьютеров и набравших популярность игровых консолей. Этих ресурсов не хватало для создания честного 3D с приемлемой скоростью работы, поэтому приходилось имитировать. По этой части есть несколько основных способов.

Прежде всего, параллакс-скроллинг — в играх это выглядело как несколько слоёв изображения. То есть существует основной слой, по которому движется главный герой; на этом же слое происходят все взаимодействия с окружающим миром и противниками. При этом у игры может быть несколько дополнительных слоев, которые тоже двигаются и создают эффект глубины, вроде гор на заднем плане или, наоборот, каких-то деревьев на переднем плане.

Другим популярным способом стало масштабирование текстур или пикселей — таким образом достигалась иллюзия движения. Эффект применялся во всех ранних гоночных симуляторах. Для примера подойдёт любимый многими Road Rash на Genesis. Взглянув на него сейчас, несложно заметить, что на самом деле мотоцикл остаётся на одном месте и он плоский — просто набор пикселей. Лучшее тому подтверждение — невозможность поехать в обратную сторону. Для имитации скорости применяется масштабирование объектов на обочине и препятствий на самой дороге. При этом используется и параллакс-скроллинг, создающий иллюзию живого фона, когда город на горизонте немного сдвигается в зависимости от изгиба трассы.

К концу 80-х стало набирать обороты псевдо-3D, или 2.5D. Использовалось оно в классических ролевых играх вроде The Bard’s Tale, когда в игре вроде бы вид от первого лица, но передвижения происходят строго по клеткам, как в настольной игре, а повороты совершаются ровно на 90 градусов. Вскоре к этой механике прикрутили пререндер — суть в уменьшении интерактивности, но значительном улучшении визуализации. Таким образом появились легендарные игры вроде Myst и Syberia.

Существовала и честная альтернатива трёхмерным полигонам — воксели. Это то же самое, что и пиксели, только трёхмерные, то есть кубы, которые можно масштабировать, накладывать друга на друга, закрашивать любым цветом и задавать другие параметры (вроде угла наклона или уровня прозрачности). Изначально технология показала свою состоятельность, так как оказалась куда менее трудоёмкой в обработке и показывала значительно более насыщенную картинку.

Разнообразные миксы этих технологий сохраняли актуальность вплоть до начала нулевых. Опять же, ради примера и прояснения масштабов возьмём первые три части Resident Evil. Они ведь не трёхмерные — весь геймплей строится на очень красивых пререндеренных задних фонах и масштабировании текстур действующих персонажей, будь то зомби или главный герой.

5 персонажей из игр, которые могли занять место Марио и Соника

Честное и красивое 3D

Первой по-настоящему трёхмерной игрой с адекватной картинкой и хорошей скоростью является Descent, вышедший в 1995 году. Это был шутер от первого лица с полигональными, или трёхмерными, врагами и прочими предметами. Кроме этого, впервые компьютерная игра реализовала шесть степеней свободы в виртуальном мире, то есть позволила геймеру передвигаться вперёд/назад, вверх/вниз, влево/вправо, совершая крены и другие сложные манёвры.

Здесь мы вплотную подходим к шок-контенту: Doom не был трёхмерным. Самый легендарный шутер от первого лица жульничал, и по поводу 3D к нему есть много претензий. Прежде всего, игрок не мог посмотреть вверх или под ноги, не мог подпрыгнуть или прицелиться куда ему вздумается. Более того, все противники и прочие предметы, встречающиеся на уровнях, представляли собой плоские текстуры. Врага и любой предмет можно было увидеть только с трёх сторон — спереди, сзади и сбоку. После смерти или разрушения оставшаяся текстура вообще застывала, навсегда повернувшись к игроку одной стороной, будто Луна. Это делалось ради снижения нагрузки на центральный процессор компьютера.

К середине 90-х на рынке стали появляться специальные 3D-ускорители. Одним из самых известных и популярных был Voodoo от 3dfx Interactive. Позже компанию поглотит Nvidia и на некоторое время станет почти полным монополистом. Но до тех пор ещё оставалось время, и шла ожесточённая борьба, сравнимая с консольной войной, но на другом фронте.

Любимая приставка детства: история Sega