Від паперу до VR: як змінювались технології в геймдеві

Справжнім ігровим хітам на кшталт GTA V та The Witcher 3 передували спроби електронних адаптацій відомих фізичних ігор: пінг-понгу, квача, хокею тощо.

В цьому матеріалі розбираємося, як змінювались технології для їхнього створення та чого чекати від геймдеву в найближчому майбутньому.

Як усе починалося

Прототипом відеоігор були текстові ігри на телетайпі — електромеханічній друкарській машинці. У них не було екранів, тож гра відбувалася шляхом друку символів на папері, які гравець мав прочитати.

Приміром, у грі 1971 року The Oregon Trail гравцю показувались описи ситуацій та подій, і він мав обрати, що робити, вводячи текстові команди — для керування маршрутом, закупівлі ресурсів, полювання на їжу, лікування хвороб тощо.

Як виглядала гра The Oregon Trail (1971) // Джерело: Don Rawitsch, CCSU

Власне комп’ютерні ігри беруть свій початок із прототипів хрестиків-нуликів та їм подібних. Пограти в них можна було в спеціальних лабораторіях і дослідницьких центрах, бо тоді електронні пристрої займали чимало місця. Але розвиток не стояв на місці, і з появою транзистора ця проблема стала не такою разючою.

Сам транзистор був винайдений у 1947 році, він відкрив нові можливості в галузі електроніки та став фундаментом для подальшого розвитку ігрової індустрії.

Для порівняння, перший комп'ютер ENIAC важив 30 тонн, а в його конструкції використовували 18 тис. радіоламп. У той час один транзистор заміняв 40 ламп, споживаючи менше електроенергії та виділяючи менше тепла.

Перша відеогра

У 1962 році в Массачусетському технологічному інституті (МIT) сталася проривна подія — була створена перша відеогра Spacewar! Вона запускалася на новомодифікованому прототипі комп'ютера PDP-1, який теж створив МІT. За жанром гра була шутером, у якому два космічних кораблі стріляли ракетами один в одного.

Однак пограти в гру могли лише кілька студентів, яких відібрали з американських університетів, оскільки сам пристрій був дорогим. У 1970-х Spacewar! стала доступнішою, і зіграти можна було вже на прототипах сучасних ПК.

Процес гри в Spacewar! // Джерело: Computer History Museum

Перша домашня ігрова консоль

Справжню революцію ігрової індустрії здійснила перша домашня відеоігрова консоль — Odyssey. Вона була випущена компанією Magnavox у 1972 році. Тоді пристрій міг виводити на екран лише три точки, а «графікою» були наклейки на телевізорі. Процес гри відбувався керуванням точками на приклеєних зображеннях.

Перша ігрова консоль у світі, Magnavox Odyssey // Джерело: Evan-Amos, Public domain, via Wikimedia Commons

Odyssey вплинула на індустрію тим, що створила попит на відеоігри та популяризувала домашній геймінг. Саме ця консоль стала відправною точкою для їхньої подальшої модернізації.

Розвиток геймдеву в 70-х

Pong

Після успіху консолі Odyssey за кілька місяців компанія Atari випустила легендарну гру Pong на аркадних автоматах. Ця гра була простим аналогом пінг-понгу, де гравці мали відбивати кулю, що являла собою маленьку крапку. Фактично Pong була інтерпретацією однієї з ігор для Odyssey, але не для домашнього користування, бо автомати встановлювали в ігрових закладах, барах тощо.

Прототип автомата для гри був ніби зібраний з побутової техніки: мав екран-телевізор, монетоприймач — деталь з пральної машини, а монети, які гравці кидали у пристрій, збиралися у формі для випічки.

Цікаво! Перший прототип встановили у тестовому режимі в одному барі, але вже через тиждень власник поскаржився, що автомат зламався. Власник Atari, Нолан Бушнелл (Nolan Bushnell), відправив свого інженера розібратися з поламкою. Виявилося, що причиною була повна форма для випічки, наповнена монетами.

Pong настільки швидко стала хітом, що за кілька років Atari випустила окрему консоль лише для неї. А згодом і знамениту Atari 2600, першу 8-бітну консоль, до того ж із повноцінною (хоча й досить примітивною) графікою та змінними відеоіграми на картриджах.

Процес гри у Pong на домашній консолі від Atari // Джерело: Interfoto/Alamy Stock Photo

Breakout

Ще одним хітом аркади від компанії Atari стала гра Breakout (1976). У верхній частині екрана одна біля одної знаходились цеглинки, а в нижній частині гравець мав керувати маленькою цеглинкою — відбивати кульку, яка розбиває верхні цегляні блоки.

Гра Breakout // Джерело: Atari

Breakout мала всесвітній комерційний успіх, увійшовши до п’ятірки найприбутковіших аркадних відеоігор у США та Японії в 1976 році та діставшись до трійки найкращих роком пізніше. В 1978 вийшло оновлення, де порт Atari VCS використовував кольорову графіку замість монохромного екрана з кольоровою накладкою.

До речі, для розробки Breakout Нолан Бушнелл найняв на роботу Стіва Джобса, і саме він навчав його простоти та інтуїтивності інтерфейсів.

Space Invaders

Почувши про популярність гри Breakout, компанія Taito дала завдання гейм-дизайнеру Томохіро Нішикадо (Tomohiro Nishikado) розробити щось значно популярніше за цю гру. Нішикадо надихнувся фільмом Star Wars та вирішив створити гру, де гравець бореться з інопланетними загарбниками.

Так виникла гра Space Invaders. Вона була чорно-білою, але тоноване скло аркадного автомата додавало кольору. Концептуально було розроблено й саунд для гри: музика в грі збігалася з людським серцебиттям, а коли ворог наближався — пришвидшувалась.

Турнір із Space Invaders // Джерело: FunSpot

Space Invaders стала однією з перших, де була використана масова схема генерації ворожих об'єктів, та стала першою визначною аркадною грою, що принесла масову популярність і величезні прибутки.

Pac-Man

Нарешті, у 1980 вийшла одна з найуспішніших та найвпізнаваніших ігор усіх часів. Pac-Man розробила компанія Namco, яка почала працювати над нею під впливом монополізації ігрових центрів. Гра отримала безліч клонів, а у 2005 році Pac-Man здобув нагороду Книги рекордів Гіннеса як «Найуспішніша монетна гра».

Розробник Pac-Man Тору Іватані в інтерв’ю 2020 року для IGN так розповідав про команду та розробку гри:

«Я тісно працював з одним із програмістів, коли ми розробляли гру, і ми активно координували роботу, поки обидва не дійшли згоди щодо дизайну. Цим програмістом був Шигео Фунакі (Shigeo Funaki). Він придумав алгоритм, за яким привиди ганяються за Pac-Man: якби вони лише слідкували за ним, це було б не надто захопливо, тому ми змусили їх розсіюватися та рухатися навколо Pac-Man».

Криза та розквіт ігрового ринку

У 70-х ринок активно розвивався — і в результаті за десятиліття переповнився одноманітними пропозиціями. Одночасно з цим продовжували покращуватись комп’ютери. У результаті вони мали більші можливості, кращу потужність і подекуди меншу ціну, ніж домашні консолі. Ці фактори спричинили геймінгову кризу.

Втрати були колосальні: дохід індустрії, який досягав найбільших значень близько $3,2 млрд у 1983 році, впав до $100 млн у 1985 (тобто зниження склало майже 97%).

Відновлення ігрової індустрії розпочалося наприкінці 1980-х років завдяки релізу нових популярних консолей, як-от Nintendo Entertainment System (NES) та Sega Master System. Ці консолі впровадили суворі стандарти якості для ігор і надали споживачам якісні продукти. Nintendo встановила річний ліміт у п'ять випущених на NES ігор.

90-ті запам'яталися хітами Tomb Raider (1996), DOOM (1993), MORTAL KOMBAT (1992) тощо. Вони не втрачають своєї актуальності навіть сьогодні. Наприклад, 14 вересня 2023 року очікується вихід нової MK. Вона є дванадцятою основною частиною серії Mortal Kombat і продовженням Mortal Kombat 11.

Тоді ж на ринку з’явилися дві ключові фігури — Sony та Microsoft. Перші представили свою Playstation 1, а другі — операційну систему Windows. Більшість перерахованих вище ігор були написані саме під ці платформи.

Однак згодом у Microsoft зрозуміли, що вони володарі виключно ігрового ринку для ПК. Тому восени 2001 року вони випустили свою домашню консоль XBOX, аби осягнути нові формати.

Консоль Playstation 1 // By Evan Amos

Прорив у технологіях

Протягом 2000-2010-х років у геймінгу відбулися значні технологічні інновації, які мали великий вплив на індустрію. Дві провідні компанії, Nvidia та Intel, відіграли важливу роль у розвитку геймінгових технологій:

1. Nvidia випустила кілька графічних процесорів (GeForce 2, GeForce 3 та GeForce 4), які значно покращили графіку у відеоіграх. Технологія PhysX дозволила реалістичне моделювання фізичних ефектів.

Порівняння якості графіки з застосуванням технології PhysX та без неї // Джерело: ResetEra

2. Intel, відома своїми процесорами Intel Pentium та Intel Core, забезпечила велику обчислювальну потужність для геймінгу.

Сучасні технології

Ray Tracing

Ray Tracing (трасування променів) — це одна з важливих технологій, яку вперше імплементували у 2018 в грі Battlefield V.

Як працює: У традиційному рендерингу графіки, щоб відтворити світло та тіні, комп'ютер обробляє кожен піксель окремо. Обчислювати це важко, а фінальний результат виходить недостатньо реалістичним.

Натомість Ray Tracing використовує ідею трасування променів світла. Вони просуваються від джерел світла до об'єктів та повертаються до камери, проходячи через різні поверхні. Цей процес відображає точний шлях світла в кожен піксель зображення, розраховуючи всі його взаємодії з поверхнями та матеріалами.

Procedural Generation

Procedural Generation (процедурна генерація) зазвичай використовується, щоб створити вміст для відеоігор або анімаційних фільмів — наприклад, пейзажів, 3D-об’єктів, дизайну персонажів, анімації або діалогів неігрових персонажів. Вперше була застосована в грі Minecraft 2011 року.

Як працює: Уявімо, що ви пишете картину, але замість того, щоб малювати кожну деталь окремо, використовуєте шаблон із правилами. Якщо ви хочете, щоб на картині були дерева, варто обрати форму дерева та використати певні кольори. Потім ви повторюєте ці правила для створення багатьох інших дерев на своїй картині.

Procedural Generation дозволяє гравцям відкривати нескінченний світ, який генерується автоматично за допомогою алгоритмів:

Принцип роботи та приклад Procedural Generation // Джерело: Game Developer

Photogrammetry

Photogrammetry (фотограмметрія) — це процес створення цифрових ресурсів із використанням кількох фотографій оригінальних об’єктів реального світу. Вперше була застосована в грі The Vanishing of Ethan Carter 2014 року.

Як працює: Спочатку збирається велика кількість фотографій об’єкта з усіх ракурсів, а потім на її основі створюється 3D-модель. Після цього на модель накладаються потрібні текстури.

Machine Learning

Machine Learning (машинне навчання) в іграх — це використання штучного інтелекту для покращення ігрового досвіду. Технологія була використана в таких іграх, як F.E.A.R. (2005), Atari games (2013), StarCraft series тощо.

Як працює: Machine Learning дозволяє комп’ютеру самостійно адаптуватись до ігрового середовища на основі великого обсягу даних. Це може бути застосовано в різних аспектах ігрової розробки:

1. Ігровий процес: персонажі гри стають розумнішими. Вони можуть навчитися приймати рішення, прогнозувати поведінку гравців, аналізувати хід гри та адаптуватись до стратегій своїх опонентів.

2. Контент: автоматична генерація різних елементів ігрового світу, включно з картами, персонажами або текстурами.

3. Аналітика та прогнозування: машинне навчання дає змогу розробникам проаналізувати поведінку гравців та їхню взаємодію з геймплеєм.

4. Оптимізація: покращується продуктивність та графіка для конкретного апаратного забезпечення.

Майбутнє геймінгу

Скоріше за все, ми побачимо, як VR захопить ігрову індустрію, адже за допомогою цієї технології гравці повністю пірнають у цифровий світ. Розвитком цього напряму вже займаються такі великі компанії, як HTC Vive, Microsoft, Samsung, Nvidia, Google тощо. Сьогодні можна затестити такі ігри, як The Forest (2018), Escape the Backrooms (2022).

Також можливе зростання популярності мобільного геймінгу та комбінування його з AR/VR-окулярами. Такі застосунки, як Google Cardboard, Roller coaster VR та Titans of Space, вже дають можливість зануритися у віртуальну реальність за допомогою смартфона.