Глава 1. Эволюция технологий создания трёхмерных растений

Концепция Цель и задачи

Глава 1. Эволюция технологий создания трёхмерных растений

1.1 Появление иллюзии трёхмерности
1.2 Стремление к фотореализму и процедурности

Глава 2. Современные технологии создания трёхмерных растений

2.1 Альфа-карточки и фотограмметрия
    Маленькие растения
    Деревья
    Процедурные ассеты
    Уровни детализации
    Преимущества и ограничения технологии
2.2 Отдельные сетки
    Процедурная генерация
    Создание геометрии растений
    Преимущества и ограничения технологии

Глава 3. Разработка ассета «Dark plants» для трёхмерных игровых локаций

3.1 Выбор оптимального инструмента для создания цифрового ассета растений
3.2 Описание и этапы разработки цифрового ассета
3.3 Планируемые результаты внедрения цифрового ассета в трёхмерную сцену

Заключение Список источников

Растения являются неотъемлемой частью игрового окружения, они оказывают большое влияние на погружение игрока в атмосферу игры и в полной мере отвечают за насыщенность его игрового опыта. Создание фотореалистичных трёхмерных растений для видеоигр всегда было масштабной задачей, для решения которой необходимо учитывать множество ограничений. На технологии разработки растений, как и на любые другие задачи в играх, напрямую влияет уровень развития компьютерных технологий и вычислительных мощностей.

С эволюцией компьютерной графики появляется всё больше инструментов для упрощения и оптимизации работы. К таким инструментам относятся цифровые ассеты, облегчающие создание окружения за счет процедурной генерации и гибких настроек параметров. В данной работе автор стремился структурировать прогресс, достигнутый разработчиками игр, которые создают визуально качественные и оптимизированные 3D-модели растений. На основе проведенного исследования автор разрабатывает собственный цифровой ассет растений. Исследование посвящено изучению способов создания трёхмерных растений для игровых локаций и разработке цифрового ассета, который будет внедрён в проект выпускной квалификационной работы.

Объект исследования — технологии создания растений в видеоиграх. Предмет исследования — цифровые ассеты растений. Результатом исследования станет разработка собственного цифрового ассета «Dark plants» (Тёмные растения).

В первую очередь проводится анализ исторического аспекта создания растений в видеоиграх, после автор описывает конкретные технологии, применяемые разработчиками ассетов растений для современных ААА-игр. Материал для исследования отобран из интервью специалистов, энвайронмент (от англ. environment — окружение) и фолиадж (от англ. foliage — листва) артистов в сфере геймдевелопмента, их официальных рабочих страниц и выступлений на международных игровых конференциях, из статей на сайтах программного обеспечения, используемого в играх, и на официальных сайтах, посвященных техническому аспекту разработки игр.

В числе исследовательских задач работы можно обозначить следующие:

1. Изучить исторический аспект создания трёхмерных растений.
2. Описать современные технологии создания трёхмерных растений.

На основе проведенного исследования решаются задачи, касающиеся практической части работы:

1. Выбрать оптимальный инструмент для создания цифрового ассета растений.
2. Разработать цифровой ассет растений.
3. Протестировать цифровой ассет в трёхмерной игровой локации.

История растений в играх началась с появлением 8-битной графики. В ранних видеоиграх деревья и леса часто представляли собой одинаковые фоновые «таблички», призванные лишь уведомить игрока о типе местности. Например, такие деревья можно встретить в игре The Legend of Zelda (1986).

С появлением 16-битной графики открылись возможности для индивидуального размещения деревьев. В таких играх как Secret of Mana (1993) появились уникальные стили деревьев и вариации листвы, что позволило задать особое настроение и атмосферу.

2.5D-игры появились в 80-х годах, это были платформеры с изометрическим отображением игровых уровней. К ним относится, например, игра Might and Magic Book One: The Secret of the Inner Sanctum (1986). Зачастую в таких платформерах игровой персонаж мог передвигаться лишь вдоль двух осей и менять своё положение относительно поверхности, взлетая или подпрыгивая.

Уже с 90-х годов в 2.5D-играх пространство было по-настоящему трёхмерным, но модели игровых объектов, (зданий, растений и персонажей, эффектов) являлись спрайтами — плоскими картинками, анимированными при необходимости. К таким играм относятся Wolfenstein 3D (1992) и Doom (1993).

Самой первой полностью 3D-игрой можно считать Descent (1995). Тогда, в конце 90-х годов, разработчики 3D-игр просто применяли текстуру травы к полу уровня. Например, в игре Super Mario 64 (1996) текстуру травы отрисовывали вручную. Для других игр создавали текстуры, основанные на фотографиях травы, но они были крайне низкого разрешения. Естественно, растение выглядело плоским, но тогда не существовало другой альтернативы, ведь у разработчиков было всего около 128 мегабайт оперативной памяти для работы. Это существенно ограничивало их возможности. Преимуществом данной технологии являлась высокая производительность, так как GPU (графический процессор) рендерил (просчитывал) только одно изображение текстуры.

В попытках добиться ощущения глубины и объёма травы артисты начали использовать карты нормалей. Они искажают отражение света от плоской поверхности так, как будто она объёмная. Результат был всё ещё далек от реализма.