Денис Самойлов
23 января 22:17.
12556

Когда можно ожидать, что графика в компьютерных играх станет полностью неотличимой от видеозаписи реального мира?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
8
6 ответов
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

У меня не очень большой опыт работы с компьютерной графикой, предлагаю свои рассуждения в пределах компетенции. Корректировки приветствуются.

Начнём с формулировки вопроса. Если в качестве критерия реалистичности мы принимаем результат сравнения с видеозаписью, значит речь пойдёт о «традиционных» играх, где изображение выводится на экран, параметры которого сходны с параметрами вычислительных устройств той же эпохи. То есть речь идёт о разрешениях от FullHD до 8K, а не попытках соответствовать сетчатке глаза или проецировать что-то в мозг. Также предположим, что нам нужна частота отрисовки не ниже 60 FPS, по крайней мере, для одного глаза. Всё это должно работать не на исследовательских машинах, а на общедоступных в соответствующий период ПК и консолях, которые может себе позволить продвинутый геймер. Игра должна принести компании-разработчику прибыль.

Новые вычислительные мощности до недавнего времени наращивались по закону Мура — примерно вдвое каждые два года, за счёт увеличения плотности элементов на схеме. Однако из-за некоторых природных ограничений есть все шансы, что привычные нам аж с середины 60-х темпы роста вычислительных мощностей изменятся, так что задача прогноза становится сложнее. Например, неизвестно, сохранится ли прирост производительности одного ядра у каждой новой серии процессоров и видеокарт, или же маркетологам придётся заманивать покупателей чем-то ещё.

Основной фактор, влияющий на «реалистичность», который зависит от этой мощности — собственно, технологии компьютерной графики, заложенные в процесс визуализации кадра. Глобальное освещение, просчитывающее распространение света, сглаживание пикселей по краям объектов, подповерхностное рассеивание и прочее (подробнее об этом сможет рассказать программист, ближе знакомый с областью). Всё это опирается на развитие нового железа и новых алгоритмов. За оценкой здесь можно обратиться к специалистам. Например, основатель Epic Games, разработавшей Unreal Engine, в 2013 г. оценивал сроки достижения фотореалистичной картинки примерно в 10 лет, а другие его коллеги такого оптимизма не поддерживали. Зачатки реализма можно уже сегодня обнаружить в той же Unreal Engine 4, а также многих интересных демо-проектах других компаний. Однако здесь работает важное ограничение.

Так получается, что компьютер не может отрисовать реалистично любую сцену из игры. В реальном мире законы физики работают для любого количества объектов в сколь угодно сложной закрытой системе. Когда мы перекладываем это с помощью математики и алгоритмов в пиксели, то оказывается, что количество необходимых вычислений растёт непропорционально с ростом объектов или элементов объектов в кадре. Мы можем заполнить Большой Каньон доверху шариками для настольного тенниса и никакой катастрофы в масштабах Вселенной не произойдёт, когда мы на это посмотрим глазами. Однако если наш игровой движок умеет воспроизводить интерьеры игры неотличимо от реальных, это ещё не означает, что он справится с выходом героя на улицу при том же уровне детализации. Иными словами, нужно понимать, что прежде чем игра попадёт на прилавок, уровень детализации объектов в ней, размер локаций, разбиение на уровни, максимальный размер армии юнитов и прочие особенности игры тоже подпадут под нож технических ограничений. То есть наш критерий сравнения с видеозаписью будет соблюдаться для видео оживлённой улицы, а для видео парада Победы с высоты птичьего полёта — нет. И в идеальном мире такая тормозящая сцена просто в итоге не пройдёт в игру. Так что у нашего желания реализма есть оговорка — сами игры неизбежно будут адаптироваться к доступным ресурсам. Отсюда мы можем перейти к следующей проблеме.

Бюджет у игр не резиновый. К сожалению, если игра не имеет в основе процедурной генерации контента, то всё, что в ней показывается, сначала нужно туда положить. Художники рисуют, моделеры строят объекты, потом всё это нужно расставить по сцене и заскриптовать, где надо. Если ответственные лица решат, что продукт должен быть фотореалистичной игрой, то затраты на создание объектов и уровней, скорее всего, значительно возрастут. Процессы разработки тоже не могут стоять на месте, поэтому от прогнозов воздержусь, но экономический потолок в данном случае не видится мне сильно менее значимым, чем «железный». Если сегодня можно потратить четверть миллиарда долларов на разработку GTA V, то не обязательно через 10-15 лет можно будет потратить 150% от эквивалентной суммы. Но лучше знакомые с экономикой и рынком игр читатели, конечно, могут меня исправить.

В итоге, если вам достаточно сравнения, где сцена задаётся ограничениями индустрии, но картинка неотличима, то период в 10-15 лет видится реалистичным. Однако может быть более выгодно пожертвовать этой реалистичностью ради новых качественных возможностей игр, как в плане экономики, так и с точки зрения гейм-дизайна. Потому что есть все шансы, что конкурентами выступят более «мультяшные» соперники, как это происходит сегодня.

Отвечу как геймер с 25-летним стажем. Судя по темпам развития технологий, фотореализм мы получим лет через 10. Но довольно сомнительно в принципе ставить целью достижение фотореалистичной графики, ибо графика в играх - не главное. Нас же не смущает отсутствие фотореализма в мультфильмах, например? Они не про это, как и игры. В последних важен сбалансированный игровой процесс, интересные механики, сюжет, персонажи, атмосфера. А графика требует запредельных затрат по времени, ведь для каждого объекта надо создать трехмерную модель и физику к ней. В конечном счете, потратя кучу сил и времени, можно сделать красивый, но скучный и неиграбельный Crysis. Мое мнение: главное - геймплей, а графика пусть лучше будет стильной. Как в Don't Starve, The Banner Saga или Prince of Persia 2008-го года, например.

Иван Кузьминотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии

Технологии, позволяющие воспроизводить фотореалистичную графику в реальном времени существуют уже сейчас. Современные движки имеют большой набор инструментов (PBR, normal map, шейдеры), позволяющих достичь фотореализма без использования высокополигональных моделей. Другое дело, что создавать графику, оценить которую смогут 1% геймеров, обладающих достаточно мощным железом, невыгодно экономически.

Показать ещё 3 ответа
Ответить