От бумаги до VR: как менялись технологии в геймдеве

Настоящим игровым хитам вроде GTA V и The Witcher 3 предшествовали попытки электронных адаптаций известных физических игр: пинг-понга, квача, хоккея и т. п.

В этом материале разбираемся, как менялись технологии для их создания и чего ждать от геймдева в ближайшем будущем.

Как все начиналось

Прототипом видеоигр были текстовые игры на телетайпе — электромеханической печатной машинке. У них не было экранов, поэтому игра проходила путем печати символов на бумаге, которые игрок должен был прочитать.

Например, в игре 1971 года The Oregon Trail игроку показывались описания ситуаций и событий, а он должен был выбрать, что делать, вводя текстовые команды — для управления маршрутом, закупки ресурсов, охоты на еду, лечения болезней и т. д.

Как выглядела игра The Oregon Trail (1971) // Источник: Don Rawitsch, CCSU

Собственно компьютерные игры берут свое начало от прототипов крестиков-ноликов и им подобных. Поиграть в них можно было в специальных лабораториях и исследовательских центрах, потому что тогда электронные устройства занимали немало места. Но развитие не стояло на месте, и с появлением транзистора эта проблема стала не такой разительной.

Сам транзистор был изобретен в 1947 году, он открыл новые возможности в области электроники и стал фундаментом для дальнейшего развития игровой индустрии.

Для сравнения, первый компьютер ENIAC весил 30 тонн, а в его конструкции использовали 18 тыс. радиоламп. В то время один транзистор заменял 40 ламп, потребляя меньше электроэнергии и выделяя меньше тепла.

Первая видеоигра

В 1962 году в Массачусетском технологическом институте (МIT) произошло прорывное событие — была создана первая видеоигра Spacewar! Она запускалась на новомодифицированном прототипе компьютера PDP-1, который тоже создал МІТ. По жанру игра была шутером, в котором два космических корабля стреляли ракетами друг в друга.

Но поиграть в игру могли лишь несколько студентов, которых отобрали из американских университетов, поскольку само устройство было дорогим. В 1970-х Spacewar! стала более доступной, и сыграть можно было уже на прототипах современных ПК.

Процесс игры в Spacewar! // Источник: Computer History Museum

Первая домашняя игровая консоль

Настоящую революцию игровой индустрии произвела первая домашняя видеоигровая консоль — Odyssey. Она была выпущена компанией Magnavox в 1972 году. Тогда устройство могло выводить на экран лишь три точки, а «графикой» были наклейки на телевизоре. Процесс игры происходил благодаря управлению точками на приклеенных изображениях.

Первая игровая консоль в мире, Magnavox Odyssey // Источник: Evan-Amos, Public domain, via Wikimedia Commons

Odyssey повлияла на индустрию тем, что создала спрос на видеоигры и популяризировала домашний гейминг. Именно эта консоль стала отправной точкой для их дальнейшей модернизации.

Развитие геймдева в 70-х

Pong

После успеха консоли Odyssey через несколько месяцев компания Atari выпустила легендарную игру Pong на аркадных автоматах. Эта игра была простым аналогом пинг-понга, где игроки должны были отбивать шар, представлявший собой маленькую точку. Фактически Pong была интерпретацией одной из игр для Odyssey, но не для домашнего пользования, потому что автоматы устанавливали в игровых заведениях, барах и т. п.

Прототип автомата для игры был будто собран из бытовой техники: у него был экран-телевизор, монетоприемник — деталь из стиральной машины, а монеты, которые игроки бросали в устройство, собирались в форме для выпечки.

Интересно! Первый прототип установили в тестовом режиме в одном баре, но уже через неделю владелец пожаловался, что автомат сломался. Владелец Atari, Нолан Бушнелл (Nolan Bushnell), отправил своего инженера разобраться с поломкой. Оказалось, что причиной была полная форма для выпечки, наполненная монетами.

Pong настолько быстро стала хитом, что через несколько лет Atari выпустила отдельную консоль только для нее. А впоследствии и знаменитую Atari 2600, первую 8-битную консоль, к тому же с полноценной (хотя и довольно примитивной) графикой и сменными видеоиграми на картриджах.

Процесс игры в Pong на домашней консоли от Atari // Источник: Interfoto/Alamy Stock Photo

Breakout

Еще одним хитом аркады от компании Atari стала игра Breakout (1976). В верхней части экрана друг возле друга находились кирпичики, а в нижней части игрок должен был управлять маленьким кирпичиком — отбивать шарик, который разбивает верхние кирпичные блоки.

Игра Breakout // Источник: Atari

Breakout имела всемирный коммерческий успех, войдя в пятерку самых прибыльных аркадных видеоигр в США и Японии в 1976 году и добравшись до тройки лучших годом позже. В 1978 вышло обновление, где порт Atari VCS использовал цветную графику вместо монохромного экрана с цветной накладкой.

Кстати, для разработки Breakout Нолан Бушнелл нанял на работу Стива Джобса, и именно он обучал его простоте и интуитивности интерфейсов.

Space Invaders

Услышав о популярности игры Breakout, компания Taito дала задание гейм-дизайнеру Томохиро Нишикадо (Tomohiro Nishikado) разработать что-то значительно популярнее этой игры. Нишикадо вдохновился фильмом Star Wars и решил создать игру, где игрок борется с инопланетными захватчиками.

Так возникла игра Space Invaders. Она была черно-белой, но тонированное стекло аркадного автомата добавляло цвета. Концептуально был разработан и саунд для игры: музыка в игре совпадала с человеческим сердцебиением, а когда враг приближался — ускорялась.

Турнир по Space Invaders // Источник: FunSpot

Space Invaders стала одной из первых, где была использована массовая схема генерации вражеских объектов, и стала первой выдающейся аркадной игрой, принесшей массовую популярность и огромную прибыль.

Pac-Man

Наконец, в 1980 вышла одна из самых успешных и самых узнаваемых игр всех времен. Pac-Man разработала компания Namco, которая начала работать над ней под влиянием монополизации игровых центров. Игра получила множество клонов, а в 2005 году Pac-Man получил награду Книги рекордов Гиннеса как «Самая успешная монетная игра».

Разработчик Pac-Man Тору Иватани в интервью 2020 года для IGN так рассказывал о команде и разработке игры:

«Я тесно работал с одним из программистов, когда мы разрабатывали игру, и мы активно координировали работу, пока оба не пришли к согласию относительно дизайна. Этим программистом был Шигео Фунаки (Shigeo Funaki). Он придумал алгоритм, по которому призраки гоняются за Pac-Man: если бы они только следили за ним, это было бы не слишком увлекательно, поэтому мы заставили их рассеиваться и двигаться вокруг Pac-Man».

Кризис и расцвет игрового рынка

В 70-х рынок активно развивался — и в результате за десятилетие переполнился однообразными предложениями. Одновременно с этим продолжали улучшаться компьютеры. В результате они имели большие возможности, лучшую мощность и иногда меньшую цену, чем домашние консоли. Эти факторы вызвали гейминговый кризис.

Потери были колоссальны: доход индустрии, который достигал наибольших значений около $3,2 млрд в 1983 году, упал до $100 млн в 1985 (то есть снижение составило почти 97 %).

Восстановление игровой индустрии началось в конце 1980-х годов благодаря релизу новых популярных консолей, таких как Nintendo Entertainment System (NES) и Sega Master System. Эти консоли внедрили строгие стандарты качества для игр и предоставили потребителям качественные продукты. Nintendo установила годовой лимит в пять выпущенных на NES игр.

90-е запомнились хитами Tomb Raider (1996), DOOM (1993), MORTAL KOMBAT (1992) и др. Они не теряют своей актуальности даже сегодня. Например, 14 сентября 2023 года ожидается выход новой MK. Она является двенадцатой основной частью серии Mortal Kombat и продолжением Mortal Kombat 11.

Тогда же на рынке появились две ключевые фигуры — Sony и Microsoft. Первые представили свою Playstation 1, а вторые — операционную систему Windows. Большинство вышеперечисленных игр были написаны именно под эти платформы.

Но впоследствии в Microsoft поняли, что они владеют исключительно игровым рынком для ПК. Поэтому осенью 2001 года они выпустили свою домашнюю консоль XBOX, чтобы охватить новые форматы.

Консоль Playstation 1 // By Evan Amos

Прорыв в технологиях

В течение 2000-2010-х годов в гейминге произошли значительные технологические инновации, которые оказали большое влияние на индустрию. Две ведущие компании, Nvidia и Intel, сыграли важную роль в развитии гейминговых технологий:

1. Nvidia выпустила несколько графических процессоров (GeForce 2, GeForce 3 и GeForce 4), которые значительно улучшили графику в видеоиграх. Технология PhysX дала возможность реалистично моделировать физические эффекты.

Сравнение качества графики с применением технологии PhysX и без нее // Источник: ResetEra

2. Intel, известная своими процессорами Intel Pentium и Intel Core, обеспечила большую вычислительную мощность для гейминга.

Современные технологии

Ray Tracing

Ray Tracing (трассировка лучей) — это одна из важных технологий, которую впервые имплементировали в 2018 в игре Battlefield V.

Как работает: В традиционном рендеринге графики, чтобы воссоздать свет и тени, компьютер обрабатывает каждый пиксель отдельно. Вычислять это трудно, а финальный результат получается недостаточно реалистичным.

В то же время Ray Tracing использует идею трассировки лучей света. Лучи продвигаются от источников света к объектам и возвращаются к камере, проходя через различные поверхности. Этот процесс отображает точный путь света в каждый пиксель изображения, рассчитывая все его взаимодействия с поверхностями и материалами

Procedural Generation

Procedural Generation (процедурная генерация) обычно используется, чтобы создать содержимое для видеоигр или анимационных фильмов — например, пейзажей, 3D-объектов, дизайна персонажей, анимации или диалогов неигровых персонажей. Впервые была применена в игре Minecraft 2011 года.

Как работает: Представим, что вы пишете картину, но вместо того, чтобы рисовать каждую деталь отдельно, используете шаблон с правилами. Если вы хотите, чтобы на картине были деревья, стоит выбрать форму дерева и использовать определенные цвета. Затем вы повторяете эти правила для создания многих других деревьев на своей картине.

Procedural Generation позволяет игрокам открывать бесконечный мир, который генерируется автоматически с помощью алгоритмов:

Принцип работы и пример Procedural Generation // Источник: Game Developer

Photogrammetry

Photogrammetry (фотограмметрия) — это процесс создания цифровых ресурсов с использованием нескольких фотографий оригинальных объектов реального мира. Впервые была применена в игре The Vanishing of Ethan Carter 2014 года.

Как работает: Сначала собирается большое количество фотографий объекта со всех ракурсов, а затем на их основе создается 3D-модель. После этого на модель накладываются нужные текстуры.

Machine Learning

Machine Learning (машинное обучение) в играх — это использование искусственного интеллекта для улучшения игрового опыта. Технология была использована в таких играх, как F.E.A.R. (2005), Atari games (2013), StarCraft series и др.

Как работает: Machine Learning позволяет компьютеру самостоятельно адаптироваться к игровой среде на основе большого объема данных. Это может быть применено в различных аспектах игровой разработки, включая:

1. Игровой процесс: персонажи игры становятся умнее. Они могут научиться принимать решения, прогнозировать поведение игроков, анализировать ход игры и адаптироваться к стратегиям своих оппонентов.

2. Контент: автоматическая генерация различных элементов игрового мира, включая карты, персонажей или текстуры.

3. Аналитика и прогнозирование: машинное обучение позволяет разработчикам проанализировать поведение игроков и их взаимодействие с геймплеем.

4. Оптимизация: улучшается производительность и графика для конкретного оборудования.

Будущее гейминга

Скорее всего, мы увидим, как VR захватит игровую индустрию, ведь с помощью этой технологии игроки полностью ныряют в цифровой мир. Развитием этого направления уже занимаются такие крупные компании, как HTC Vive, Microsoft, Samsung, Nvidia, Google и др. Сегодня можно затестить такие игры, как The Forest (2018), Escape the Backrooms (2022).

Также возможен рост популярности мобильного гейминга и комбинирование его с AR/VR-очками. Такие приложения, как Google Cardboard, Roller coaster VR и Titans of Space, уже дают возможность погрузиться в виртуальную реальность с помощью смартфона.