Магия обмана: графические трюки, о которых вы не догадываетесь

Самые интересные способы сохранить высокий FPS и не обидеть художников.

Немецкий игровой художник и автор блога «Саймон Пишет» вот уже несколько лет собирает у себя в примеры достаточно креативных технических решений, которые помогают его коллегам воплощать своё видение в играх.

Блог Саймона содержит кучу интересных и не очевидных трюков, а мы выбрали самые яркие и показательные примеры.

Если обратить внимание на растительность в мире Санктуария, то можно заметить, что к деревьям не применяются артефакты алиасинга. Они выглядят, словно нарисованы художником на холсте. Как Blizzard удалось добиться такого эффекта?

За счёт фиксированного угла камеры в Diablo 3 разработчики позволили себе не моделировать дерево целиком и использовали при его создании минимальное количество треугольников. Практически всё дерево состоит из спрайтов, которые позже очень остроумно распределяются на примитивный 3D-каркас.

Большую часть «работы» по созданию иллюзии полноценной модели берёт на себя превосходно нарисованная текстура. В итоге такой подход помогает не тратить бюджет из «треугольников» на ерунду, но при этом игра выглядит максимально цельно артистически.

Куда сложнее, однако, в Diablo 3 сделаны казалось бы тривиальные вещи. Саймон обращает внимание, сколь много времени и ресурсов Blizzard потратили на хрустальные шары маны и здоровья.

Саймону удалось вытащить из архивов игры развёртку «шарика».

Оказалось, что вместо затратных полигональных сфер художники Blizzard используют оптическую иллюзию. Вот что происходит, если наложить на развёртку шахматную текстуру.

Достаточно сравнить полусферу Саймона и подход Blizzard, дабы понять, сколько машинного времени удалось сэкономить американской компании на такой, казалось бы, ерунде.

Но одной оптической иллюзии мало. Удивительное сочетание резкости и, в то же время, «вязкости» в шарике достигается за счёт очень правильных текстур, которые наложены поверх развёртки. Грубо говоря, шар состоит из ряда слоёв, где большая их часть с текстурами постэффектов отдана целиком на откуп художникам.

В итоге игра рендерит очень красивый ресурсный «шар», который как не выглядит чуждо в контексте атмосферы игры, так и заметен во время практически любой схватки. При этом Blizzard не тратят ресурсы вашего железа на что попало.

Крылья ангелов в Diablo 3 тоже сделаны куда интереснее, чем кажется. Для их создания художники применяли сразу несколько техник модуляции текстур и деформации полигональной сетки. Плюс модулируемые текстуры накладывались сразу в несколько слоёв с применением хаков и масок, которые позволяли избегать артефактов.

За счёт такого сочетания разработчикам удалось сделать из такого набора текстур, альфа-каналов и масок.

Достаточно правдоподобные крылья.

Достаточно тривиальный эффект из Breath of the Wild на самом деле является отличным примером того, как сотрудничество художников и технических спецов позволяет решать проблемы игрового дизайна. В Breath of the Wild очень много высокой травы, и разработчикам требовалось добиться максимальной заметности даже самых небольших предметов. Причём сделать это так, чтобы игровые ассеты не заслоняли собой сам эффект.

Решение проблемы, как всегда, было куда изящнее прямолинейного подхода. Эффект привязан не к самому объекту, а к его базовым координатам и может отображаться на возвышении от предмета исходя из условий окружения.

При этом «блик» сделан таким образом, что всегда смотрит на камеру немного ближе, чем лежит предмет. Это позволяет изящно избегать клиппинга («западания» эффекта в модель) и обеспечивает плавное исчезновение эффекта когда игрок подходит непосредственно к предмету.

Ядерный гриб в в Fallout 3 были сделан достаточно классическим образом, то есть честно. Художники Bethesda использовали полигональный каркас с искажением текстур. Давайте взглянем на последние секунды жизни Мегатонны.

И обратим внимание на искажения текстур на полигональной сетке.

В Fallout 4 применяется совершенно другой, менее «честный» подход. Взрывы в игре просчитаны заранее и позже наложены текстурой на слой частиц. Это позволяет делать красивые и правдоподобные взрывы, но при этом экономит машинное время.

Огонь в перезапуске Tomb Raider — доказательство того, что святая простота может решить многие проблемы даже на слабом железе. Сам эффект сделан классическим методом переходов текстуры.

Однако проблемы проявляются, когда мисс Крофт начинает дёргать рукой. В общем-то плоскую текстуру надо как-то подстроить под действия игрока.

На PS3 и Xbox 360 никакой речи о модных ныне частицах быть не могло, а потому Crystal Dynamics решили проблему вполне в духе игровой индустрии: тупо, но очень изящно. Спрайт был наложен на простую полигональную сетку в виде гармошки, которая динамически изгибалась в зависимости от действий Лары.

Не менее простой, но эффективный трюк применяется, когда игрок хочет заглянуть «за спрайт».

В этом случае 2D-огонь очень плавно превращается в 3D-эффект в зависимости от позиции игровой камеры.

Классика id Software использует достаточно интересный подход к проектированию компьютерных интерфейсов внутри игры. Вместо созданных вручную текстур терминалы можно создавать с помощью специального скрипт-языка. Это позволяет изящно решить сразу несколько проблем.

Во-первых тексты генерирует сам движок и дизайнеры не грузят художников ненужной работой, а модеры могут легко создавать собственные надписи внутри терминалов.

Во-вторых, скриптовый язык позволяет создавать внутри терминалов примитивные анимации, что опять же даёт простор дизайнерам и позволяет не грузить художников и программистов лишней работой. Этот же подход обеспечивает и полноценную интерактивность терминалов внутри игры, поскольку вы общаетесь не с фейковым интерфейсом, а с его уменьшенной, но вполне настоящей копией.

Перед нами лишь малая часть интересных находок Саймона. Сейчас в его коллекции находится 67 статей разной степени сложности и полезности. И останавливаться в своём хобби, к счастью, он пока не намерен.