Рассматриваем, как улучшилась графика в поздних играх на Playstation 3 и Xbox 360 на примере двух игр одной студии

Xbox 360 и Playstation 3 опередили своё время, из-за чего долгое время обе консоли продавались в убыток. Sony перестала терять деньги на своей консоли только в 2009 году, после выхода slim версии. Результатом этого стал затянувшийся жизненный цикл обеих приставок, на протяжении которого появлялись всё более новые технологии. Сегодня мы рассмотрим, каким образом разработчикам удалось улучшить графику с помощью этих технологий без потери производительности.

Одной из важнейших таких технологий можно назвать отложенный рендеринг. Его преимущество перед прямым рендерингом в том, что он позволяет иметь в кадре множество источников света без большой потери производительности. Если вам интересно подробнее узнать о том, что это такое, то можете посмотреть это видео:

Другим большим плюсом этой технологии является возможность переноса вычислений на SPU(часть центрального процессора Playstation 3), что освобождает ресурсы графического процессора Playstation 3. Правда, у этого метода есть и некоторые минусы, например, необходимость иметь буфер с информацией о цвете всех пикселей, нормалях геометрии и т. д., занимающий место в памяти. Также отложенный рендеринг не работает с полупрозрачными материалами(такими, как стекло), которые требуют обходных путей(например, иметь для них отдельный прямой рендеринг, как это делает GTA V, например) и в целом требует больших усилий для реализации разработчиками.

Одной из первых игр, использовавших эту технологию с большим эффектом стала Killzone 2(2009).

Ещё одним проектом, который использует отложенный рендеринг, и о котором хотелось бы поговорить подробнее, является Blur(2010) за авторством Bizarre Creations, разработчиков знаменитой серии гоночных игр Project Gotham Racing. Blur является примером мультиплатформенного волшебства и значительным шагом вперед с точки зрения графики по сравнению с Project Gotham Racing 4(2007), эксклюзивом xbox 360. Что же в нём такого особенного? Начнём с цифр. Игра работает на обеих приставках в полном разрешении 1280x720 с твёрдой частотой 30 кадров в секунду и небольшим разрывом изображения в верхней части экрана в загруженных сценах. На консоли Sony используется MSAAx2 с дополнительным размытием, на xbox 360 MSAAx4. На трассе может быть 20 машин одновременно по сравнению с 8 в PGR4. Также в игре есть детализированное зеркало заднего вида(тоже новшество, требующее значительных затрат производительности) и практически незаметные переходы детализации автомобилей и окружения. На верху всего этого огромное количество спецэффектов.

Вот небольшой отрезок с геймплеем:

А теперь геймплей предыдущего проекта студии:

Обратите внимание, что в PGR 4 уличные фонари выглядят скорее как лампочки, также тень под автомобилем-статичное пятно(сравните с игрой теней в Blur в начале гонки). Материал кузова автомобиля выглядит намного менее реалистично, а также заднее стекло автомобиля не пропускает свет и выглядит серо и монотонно. Задние фонари автомобиля не освещают другие его части и окружение.

Как разработчики добились таких больших улучшений? Во первых, переписали движок, чтобы использовать многопоточную архитектуру Playstation 3 и Xbox 360. Вследствие этого вещи, на рендеринг которых уходило больше 15 миллисекунд стали выполняться за 5-8. Другой новинкой оптимизации стало качество графики, меняющееся по ходу игры в зависимости от загрузки графического процессора.

Игра определяет время, затраченное на отрисовку предыдущего кадра, и если оно приближается к целевым 33мс, то могут быть снижены LOD автомобилей, детализация окружения, частота обновления отражений на автомобилях, разрешение эффектов частиц и т. д., что может выиграть 10мс в тяжёлых сценах(огромная цифра, учитывая общий бюджет кадра в 33мс).

Для Playstation 3 было сделано множество собственных оптимизаций вдобавок к тем, что были внесены в игру на базовом уровне. Например, отложенное освещение было перенесено на SPU, как и отрисовка вершин в моделях автомобилей.

Изначально я планировал сделать статью с разбором большого числа игр и технологий, но потом понял, что для этого понадобятся специальные знания, которых у меня нет. К тому же сложно найти одинаковые условия освещения/похожие локации в разных играх. Так что это всё. Скажу только, что после 2010 года технологии графики на Playstation 3 и Xbox 360 не переставали улучшаться, что видно по таким играм, как Need for Speed: Hot Pursuit 2010(первая игра с освещением на основе изображений, или image based lighting), L. A. Noire(анимация лиц MotionScan), Remember Me(первая игра с физически корректными материалами), Metal Gear Solid 5(физически корректные материалы и 3d-сканирование), Crysis 3(хорошее временное сглаживание smaa t2x) и другим.