«Разработка прошла долгий путь с первых дней использования 3D графики в реальном времени на домашних консолях и ПК. Однако до сих пор существуют приемы, которые разработчики используют еще с тех времен» – начинает Брайан.

Стоит вспомнить основы. Рендер в реальном времени и пререндер. Первая технология самая распространенная и используется в большинстве современных игр. Ваша система создает изображение в реальном времени при помощи имеющихся ресурсов. Пререндер же требует гораздо больше ресурсов, мощности и времени даже на проработку одного кадра.

Из-за этого часто случается, что сцены в играх имеют разный уровень качества. В играх есть интерактивность им нужна обработка кадров в реальном времени. А вот статические элементы [синематики или задние фоны], могут создаваться заранее. Различия между ними могут быть колоссальными. Как пример, автор приводит Final Fantasy IX 1999 года, на изображении можно сравнить, как отличаются заранее отрендаренные изображения от созданных в реальном времени.

Пререндер по-своему хорош. При его использовании вы можете задействовать много затратных функций, из-за которых обработка даже одного кадра может растянуться на несколько часов или дней. И это норма для фильмов или мультфильмов. Однако играм нужна поддержка 30-60 fps в секунду.

С одной стороны, как ранний пример 3D текстурирования в реальном времени на 16-ти битных консолях, был Star Fox, а с другой –Donkey Kong Country в которой использовался заранее прорендариный CG, переработанный в спрайты [с сильно упрощенной цветовой палитрой]. После нее долгое время отрисовка в реальном времени не могла достичь такого результата.

После появления более подходящих консолей, как N64 и PS1, которые могли потянуть 3D, мы увидели, чего рисовка в реальном времени не может. Например, нельзя использовать источник света для закрепления теней и света на сцене. Геометрия текстур имела очень низкое разрешение, и художниками постоянно приходилось обходить эти ограничения.

Бывали случаи, когда информация об освещении [глубина, тени, блики] находилась непосредственно в текстурах. Так, тени были обычными текстурами, которые следовали за персонажами, но не отбрасывали правильной формы.

Можно было получить базовую информацию о затемнении [щейдинге] на моделях, но, увы, она зачастую была неправильная. Такие старые игры как The Legend of Zelda: Ocarina of Time или Crash Bandicoot использовали много информации про свет в своих текстурах и отрисовку вершин геометрии, чтобы определенные области выглядели светлее/темнее или были окрашены в определенный цвет.

Тогда же художники проделали огромную творческую работу, чтобы преодолеть все эти издержки и ограничения. Размещение информации в текстурах до сих пор используется на разных уровнях моделирования. Но так как рендеринг в реальном времени становится все лучше и технологичней, подобные методы сходят на нет.

С выходом новых консолей, PS2, Xbox и Gamecube эти проблемы начали активно решаться. В первую очередь изменения коснулись освещения и разрешения текстур игр. Тогда прорывной стала Silent Hill 2, где впервые использовались тени в реальном времени. Часть информации, которая раньше размещалась в текстурах, могла быть удалена. Хотя для большей части игр того времени эта техника все еще использовалась. Повышенное разрешение текстур помогло вставлять больше пикселей с большим количеством деталей, и изображение становилось четче.

Но зеркальные отражения были редкостью, так как у материала не было надежного отклика. Это и было одной из причин, по которой информацию в текстуры все еще помещали. В пререндере это не было проблемой, ведь такие элементы как ткань, кожа или волосы выглядели правдоподобно, чего нельзя сказать о рендеренге в реальном времени. Однако эта ситуация изменилась с приходом нового Xbox.

В таких играх как Halo 2 и Doom 3 появились карты бликов. Они дали возможность текстурам реагировать на свет реалистичней. А карты нормалей, также появившиеся в том время, добавили больше деталей в низкополигональные объекты.

Карта нормалей –это рельефное текстурирование, благодаря которому объекты могут реагировать на свет с большей детализацией. Сегодня эта технология стала использоваться повсеместно. После ее появления художники начали создавать текстуры по-другому. Они тратили больше времени на создание ассетов. Например, такие инструменты для скульпинга как Zbrush, стали нормой при создании высокополигональных моделей, запекаемых в текстуру для использования в низкополигональных. До этого большинство текстур либо раскрашивались вручную, либо сшивались вместе в фотошопе. А с тех пор как пришло новое поколение консолей Xbox 360 и PS3 эти способы навсегда ушли в прошлое.

Тогда же на свет вышел новый способ освещения Ambient occlusion. Художники просто добавляли его в текстуры и он создавал непрямые тени от света. Однако даже сегодня эта система не до конца обрабатывается в реальном времени. Сегодня же все стало лучше из-за таких методик как SSAO или DFAO.

Можно сказать, что эпоха PS3 и X360 поспособствовала улучшению разрешения по сравнению с прошлыми поколениями консолей. Также появились новые текстуры для теней и значительно улучшилось освещение. Теперь можно было получить освещение для всей сцены или запечь его для больше детализации.

Но были и минусы: низкое разрешение моделей и текстур, новые шейдеры, которым нужно больше ресурсов и так далее. Еще одна проблема была связана с картой бликов. На один объект была одна карта, отвечающая за то, насколько блестящим он был. Но из-за этого материалы не воспринимались реальными. Поэтому разработчики стали делить карты в зависимости от материалов. Например, на типы: дерево, метал, стекло и его состояние: царапины или износ. Такое вы могли видеть в Bioshock infinite.

Также к этому времени стали появляться другие технологии, которые позволяли обойти долгое корректирование текстур. Например Physically Based Rendering (PBR), которую популяризировала студия Pixar. Она помогала создавать изображения правдоподобных материалов.

Разработчик, заканчивает свой небольшой экскурс в историю текстурирования следующим:

Сейчас происходит еще больше увлекательных вещей в этой сфере и нет сомнений, то качество графики будет расти.