Системы автоматизации в играх (статья и видео)

При создании игрового контента, будь то уровень, персонаж, анимация, или даже музыка, разработчики не редко прибегают к помощи алгоритмов, которые упрощают или вовсе освобождают их от рутинной работы. Улучшение показателей разнообразия и реиграбельности, симуляция мира, игровой физики, а также создание совершенно нового (либо варьирование созданного вручную) контента, на все это способна процедурная генерация.

Я этой статье я не буду углубляться в тонкости программирования, а лишь расскажу вам на какие хитрости идут создатели игр что бы упростить процессы разработки.

Одной из первых игр использующих процедурную генерацию для построения локаций была The Elder Scrolls: Arena. Намереваясь создать большой открытый мир разработчики из Bethesda Softworks пошли на эксперимент и написали алгоритмы для автоматического генерирования ландшафта, подземелий и городов. Это позволило им создать безмерное количество второстепенных локаций и при этом освободить руки для проработки мест главного квеста.

Разработчики No Man's Sky пошли еще дальше и создали галактику, состоящую из 18 квинтиллионов вариаций планет. Все они обладают уникальной флорой и фауной и имеют свои характеристики, основанные на положении в галактике и расстояния к ближайшей звезде. Все это звучит интересно, но на деле игроки жаловались на вторичность локаций и геймплея. Как говорит один из разработчиков той же The Elder Scrolls: Arena и Dafferfall Джулиан Дженсен: «Нельзя генерировать абсолютно все, а также нет смысла создавать все от руки, нужно уметь правильно адаптировать и то и другое».

В еще не вышедшей игре от Frogwares, The Sinking City используется генератор города. Модули разных типов домов: богатых, разрушенных, коммерческих или вовсе хижин, соединяются в различном порядке и таким образом создается город из уникальных вариаций построек. Затем они имеют возможность настроить детали вручную.

В отличии от локаций, искусственный интеллект непостоянен, непредсказуем и при взаимодействии с игроком может создавать уникальные ситуации. Он может быть частью игрового непредписанного нарратива. Таким образом разработчики игр с открытым миром, таких как GTA, уделяют большое внимание искусственному интеллекту второстепенных персонажей. Задача разработчиков GTA V состояла именно в том, чтобы создать системы поведения для NPC (что он делает, услышав стрельбу, как реагирует на игрока, как взаимодействует с другими персонажами), а не ситуации. Создав правдоподобную симуляцию поведения, разработчик оживляет мир игры и открывает игроку площадку для освоения и получения уникального игрового опыта. Скриптовые же сцены прописывают для основного сюжета.

При создании анимации также используются системы автоматизации, такие как Lip Sync. Это когда основная мимика лица и губ автоматически подставляется под голос персонажей. Для этого разработчикам нужно анимировать каждый отдельный слог, и скрипт подберет последовательность, основанную на записи голоса актера озвучки. Как и в других примерах процедурных техник такой подход обычно используется в играх с открытым миром, и сильно уступает в качестве Performance Capture, который используется, например, в играх от Naughty Dog.

Физика в играх отличается от нашего мира, она работает по своим правилам из-за ограничений движка или в угоду геймплею. В играх от Ubisoft, анимации, записанные с помощью захвата движения, работают параллельно с системой инверсивной кинематики(IK). Она выбирает правильное положение костей и соединений персонажа основываясь на коллизии препятствий и предметов окружения. Без этой системы руки и ноги будут проходить сквозь предметы.

Система Ragdolls (Тряпичная кукла), хорошо известна тем, кто играл в GTA V. Представляет собой физику костей скелетной анимации, связанных вместе при помощи системы ограничений, которая имитирует физику реального человека. В GTA она активизируется в момент падения или смерти, а вот в Gang Beasts на этой системе построена вся анимация и взаимодействие с предметами.

В интерактивных медиа, таких как игры, происходящее на экране зависит от того, кто взаимодействует с ними. Невозможно написать музыку для абсолютно всех ситуаций, с которыми столкнется игрок. Поэтому во многих играх используется процедурная музыки, а именно адаптивный саундтрек. Смысл заключается в том, чтобы записать нужные инструменты, мелодии и биты, и смешивать их в зависимости от настроения того что происходит на экране. Если игрок сражается с полчищем орков, то будет играть воинственная, поднимающая дух, оркестровая музыка. Если вы путешествуете по миру, то будет играть медитативная, успокаивающая. Все должно работать на атмосферу. Адаптивный саундтрек обеспечивает плавность переходов, что создает эффект непрерывности композиции и от этого повышается уровень погружения. Вы могли слышать его, например, в No Man's Sky или Red Dead Redemption.

Технологии не стоят на месте и скоро в разработке будут участвовать нейросети и алгоритмы машинного обучения. Так недавно Nvidia презентовала технологию GauGAN, которая позволяет создать фотореалистичные пейзажи из скетчей. Или технология ESRGAN, которая с помощью нейросетей улучшает четкость изображения, искусственно дорисовывая детали. Фанаты игр уже испытали ее на старых играх, выпуская HD и 4K текстур-паки.

Эта статья является адаптацией сценария к видео. Спасибо за прочтение и надеюсь информация была полезной.