Могут ли новые графические технологии спасти разработчиков от выгорания?

К комментариям (10)
20.08.2019 — 17:10
Автор: Kheruk

Следующее большое новшество в игровой графике трассировка лучей в реальном времени  в конечном итоге может сделать ваши игры более похожими на CGI, которые вы привыкли видеть в кино. Такие компании, как Nvidia, называют это революцией в компьютерной графике, но самое большое преимущество может заключаться в том, что в ее силах облегчить бремя перегруженных разработчиков игр, попавших в ловушку сегодняшнего бесконечного кризиса.

Трассировка лучей это мощная техника в компьютерной графике, которая имитирует внешний вид реальных объектов. Программное обеспечение выпускает виртуальные лучи света и отслеживает путь от источника света к камере. Точно так же, как свет от лампы отражается в ваши глаза от книги, которую вы читаете, трассировка лучей выстреливает в объекты CGI лучами и захватывает их в виртуальной камере.

Это позволяет программе интуитивно отбрасывать естественные тени, правильно освещать объекты и создавать быстрые и легкие отражения. Если много лучей попадает на объект, то объект становится ярче. Если объект блокирует источник света, то он отбрасывает тень. Если старый метод был похож на утомительное рисование анимационного фильма, то трассировка лучей больше похожа на съемку живого боевика.

Пример работы трассировки лучей

Проблема в том, что трассировка лучей занимает много вычислительной мощности. До недавнего времени рендеринг даже одного кадра с трассировкой лучей на типичном компьютере мог занимать часы. В этом нет ничего страшного если вы, скажем, снимаете фильм. В этом случае в вашем распоряжении огромные фермы серверов. Но это менее осуществимо для видеоигр, которые должны генерировать 30 (или 60) кадров каждую секунду.
 
Вместо этого в видеоиграх традиционно используется метод, называемый растеризацией, который создает двухмерное изображение сцены с точки зрения камеры. Затем к этому изображению применяются шейдеры, чтобы приблизительно определить, как должны выглядеть свет, тени, отражения и другие детали. Думайте об этом как о попытке нарисовать круг, похожий на шар. Хороший художник мог бы подобраться ближе, но ничто никогда не будет таким точным или легким, как фотографирование шара.
 
Поэтому инновация в «трассировке лучей в реальном времени» это не обязательно трассировка лучей «в реальном времени». В настоящее время у Nvidia есть несколько видеокарт, способных отслеживать лучи в реальном времени, и Sony заявляет, что её следующая игровая консоль также будет поддерживать эту технологию. Вероятно, Microsoft Xbox также последует этому примеру. Примерно через десять лет трассировка лучей в реальном времени станет обычным явлением, позволяя разработчикам создавать реалистичную графику без утомительных обходных путей.
 
Но это будущее не может прийти достаточно быстро для перегруженных работой разработчиков игр.

Переработки — постоянный спутник разработчиков видеоигр

Истории студий видеоигр, работающих в «кризисное время» длительный, полупостоянный период работы поздними ночами и выходными для подготовки игр к назначенной дате так же распространены, как и удручающи. Rockstar, разработчик франшизы Grand Theft Auto, заставляла разработчиков работать от 60 до 80 часов в неделю, чтобы уложиться в срок при разработке Red Dead Redemption 2. Epic, компания, стоящая за онлайн-мегахитом Fortnite, признала несколько случаев, когда работники работали до 100 часов в неделю.

Большая часть этой чрезмерной работы тратится на очень незначительные, но важные детали. Как объяснил Тони Тамаси, старший вице-президент по контенту и технологиям в Nvidia, процесс получения теней в нужном месте так называемое теневое картирование может быть утомительным и занимать много времени. 

Разработчикам и художникам довольно много времени приходится тратить на индивидуальные настройки, чтобы карты теней выглядели правильно. И это тот случай, когда трассировка лучами теней является волшебным решением.

Тони Тамаси, старший вице-президент по контенту и технологиям в Nvidia

Shadow of the Tomb Raider, использующая RTV-платформу Nvidia для рендеринга теней, показывает, сколько можно сэкономить при применении технологии трассировки лучей. На первом рисунке ниже вы можете увидеть несколько теней, отбрасываемых деревянными шипами на каменную стену.

Без применения трассировки лучей

С применением трассировки лучей

Выглядит неплохо, не так ли? Тени на первой картинке были бы созданы художником или разработчиком, который разработал форму теней, отрегулировал их поведение в момент, когда Лара перемещает свой свет, а затем следил бы за тем, чтобы не было никаких явных ошибок. Это требует времени, но конечный результат выглядит довольно хорошо.

Теперь посмотрите на это же место с включенной трассировкой лучей.

Посмотрите внимательно. Вы заметили на первом изображении, что от маленьких флажков не было тени? Или от веревки? Или от камней за шипами? При щелчке переключателя каждый объект начинает отбрасывать тени, а не только те, которые предназначены для этого.

Коди Дарр независимый разработчик и создатель невероятных шейдеров Sonic Ether, мода, который превращает базовый дизайн Minecraft в детализированную красоту. В ранних версиях этого мода использовалась старая техника растеризации, но теперь Дарр переключился на трассировку лучей.

Раньше я проводил бесчисленные часы, настраивая различные фальшивые методы освещения, чтобы добиться нужной мне картины. Благодаря же трассировке лучей эти бесконечные часы настройки для нахождения правильного баланса ложных световых эффектов исчезли.

Коди Дарр, разработчик мода Sonic Ether

Такой становится графика в старом добром майнкрафте

Но есть проблема.

На данный момент у большинства игроков нет аппаратного обеспечения с поддержкой трассировки лучей, поэтому игровым студиям все равно придется полагаться на старые методы. По иронии судьбы, это лишь добавит больше работы разработчикам игр. Ведь теперь нужно будет создавать игру с учетом как поддержки растеризации, так и трассировки лучей. Но, как говорит Тони Тамаси — это того стоит.

Да, это не бесплатно. Это некоторая дополнительная работа. В этом нет никаких сомнений. Но что хорошо в тенях с трассировкой лучей, так это то, что они… просто алгоритмически верны.

Тони Тамаси, старший вице-президент по контенту и технологиям в Nvidia

Трассировка лучей все еще может помочь разработчикам, даже если многие игроки еще не могут воспользоваться этим. Тамаси объяснил другую технику в процессе разработки, называемую «световой обжиг» (light baking в оригинале). Это техника включает в себя предварительный расчет того, как должно выглядеть освещение в сцене, и сохранение этой информации в виде текстуры на диске в так называемой карте освещения.

Создание световых карт может занять много времени, также как и их незначительное изменение. «Каждый раз, когда художник меняет свет, перемещает позицию или меняет материал  все ведет к длительному переделыванию», говорит Тамаси. Однако если вы используете трассировку лучей в реальном времени, «То, что раньше занимало часы, теперь может занимать пару минут». Даже до того, как трассировка лучей в режиме реального времени достигнет потребителей, она может сэкономить разработчикам много времени.

В будущем, когда трассировка лучей станет обычным явлением, разработчики могут начать отказываться от старых методов в пользу более простых и быстрых. Приведет ли это к сокращению времени для разработчиков  другой вопрос.

К сожалению, я думаю, что это больше культурный вопрос. Технология, стимулирующая разработку игр, только улучшилась, а ситуация со временем, которое затрачивают разработчики только ухудшилась.

Коди Дарр, разработчик мода Sonic Ether

Некоторые работы по разработке игр, такие как написание или тестирование QA, не выиграют от революции трассировки лучей. И некоторые компании могут заполнить уменьшенную рабочую нагрузку еще большей работой. Это не волшебная таблетка. Но есть вариант использовать это как возможность переосмыслить нагрузку на людей, которые делают игры.

«Легко обвинить игровые студии в том, что они не заботятся о качестве жизни своих сотрудников», говорит Дарр. «Но геймеры обычно не думают о качестве жизни разработчиков игр, когда они играют в игру. Они думают о качестве самой игры, и игровые студии знают это».

C вами был Kheruk, подготовлено по материалам medium специально для TGM — Tesall Game Magazine.

12
20.08.2019 — 20:26

Вот когда перестанут натягивать в сотни раз цену на железо-тогда и сможем лучами света пользоваться, а так увы мы слишком бедные для того что-бы покупать за 60к новую видеокарту.

20.08.2019 — 21:35

Сейчас на меня накинутся наверное фанатики графония, чтоб им вечно пылать в 2D пламени, но как наличие тени от флажка может сделать игру интересней? Мне всегда казалось, что совсем не художники, рисующие тени, отвечают за игровую составляющую. Когда игра интересна, на такую фигню, есть ли тень от флажка или нет, внимания уж точно не обращаешь. Всё это начинаешь рассматривать, когда игра скучна.

21.08.2019 — 08:13

alfarec, Абсолютно с тобой согласен. Я в большинстве случаев тени вообще вырубаю - не стоят они той нагрузки, которую создают.

21.08.2019 — 21:36

alfarec, потому графонский dragon age 3 проигрывает своему старшему брату dragon age origins во всём.

21.08.2019 — 01:45

В двух словах - еще дороже, еще ресурсозатратнее. И требует еще более мощного железа. И все это ради сомнительной возможности облегчить и ускорить труд программистов. Любители конвеерных игр вроде Убейсофта будут в восторге.

21.08.2019 — 03:57

Вангую, что TES VI будет поддерживать только RTX и выйдет не раньше чем 100% рынка будет поддерживать эту технологию, что бы ТГ мог сказать на презентации: "Мы сделали самую превосходную TES из всех что было, даже решили проблему с тенями".

21.08.2019 — 21:39

Al Sin, не будет ТЕС 6 поддерживать это, Беседка свои игры в упрямую делает на старом движке который не потянет всё это. за-то с довольно средней графикой игра будет тормозить даже на самом топовом железе. Такова нынешняя беседка. Это ещё я про баги не написал.

21.08.2019 — 09:40

Кто бы удивлялся, что весь рынок игр существует для одного - продавать все новое и мощное железо.
Если вдруг все игроки перестанут платить за игры - их начнут выдавать бесплатно, а их разработку оплатят производители железа.

13.09.2019 — 13:39

Самое главное в игре - хорошая и интересная история-сюжет, и геймплэй, а потом уже графика. Разрабы об этом забыли видимо, поэтому сейчас игры в основном всякое гамно графонистое...

13.09.2019 — 14:16

А когда уже сделают игры с полным погружением, через специальную капсулу, как описано в некоторых фантастических литрпг?

Авторизуйтесь, чтобы оставить новый комментарий. Или зарегистрируйтесь.