Настоящий некстген: как изменится графика?

Осенью Nvidia и AMD выпустят новые видеокарты, зимой выйдут PlayStation 5 и Xbox Series X, а в 2021-м в открытый доступ попадёт движок Unreal Engine 5.

Ждёт ли нас очередная игровая революция? Не думаю.

В плане количества полигонов прогресс идёт не так быстро, как лет десять назад. Сейчас смена поколений «железа» — это больше про оптимизацию, кроссплатформенность и мелкие функциональные улучшения. На качество картинки это всё, конечно, повлияет, но вау-эффекта, как от первого Crysis, не будет. Даже сегодня те же Death Stranding и Red Dead Redemption 2 впечатляют скорее проработкой мелочей, необязательными анимациями, дальностью прорисовки, но не качественно новым уровнем моделей или освещения.

Зачем же тогда нужны все эти гигабайты и терафлопсы? В этом разберётся «Настоящий некстген».

Эпичный движок

Пока что самый наглядный пример некстгена — это майская демонстрация движка Unreal Engine 5 от Epic Games, которая, если кто не знал, его и изобрела. Геймеров ближайшего будущего он порадует двумя новомодными технологиями: Lumen и Nanite: они отвечают за глобальное освещение и микрогеометрию.

В презентации это описано сложным техническим языком, а я такое не люблю, поэтому вот вам на человеческом: фишка Lumen в том, что с его помощью световые лучи в реальном времени реагируют на изменение игровой обстановки, без разницы, на каком расстоянии от игрока — всё освещение в кадре адаптируется мгновенно. Отражение, преломление, рассеивание и другие процессы происходят вживую, разработчикам требуется только указать положение источника света, время суток и материал отражающего объекта, а всё остальное сделает Unreal Engine.

А с Nanite не надо будет больше считать, сколько полигонов и объектов различных типов можно засунуть в ту или иную сцену. Неважно, простая это модель или огромный скан на основе фотограмметрии, как в Star Wars Battlefront, всё друг с другом подружится без танцев с бубном. Это обеспечивают новые формы рендеринга, например, особые однопиксельные треугольники: в трейлере движка его создатели показали 500 статуй общим объёмом в 16 миллиардов треугольников и заверили, что проблем с производительностью это не вызовет.

Также Epic Games поработали над другими, менее революционными составляющими своего движка. Для физики в UE5 используется технология Chaos Physics, для эффектов — Niagara FX. Их довели до такого уровня, что в рое пчёл или стае летучих мышей все объекты будут жить своей жизнью и подчиняться законам физики: сталкиваться, реагировать на свет, почти что искусственный интеллект заимеют!

По сути, «эпики» заново изобрели Nvidia PhysX и заставили его нормально работать. Так что в следующий раз, когда обнаружите в игре стаю голубей, остановитесь и понаблюдайте за их поведением. Голуби точно что-то скрывают.

Ну и самое классное: в движок встроена куча библиотек. Как это касается нас, игроков? — спросите вы. А так, что разработчикам больше не нужно будет по отдельности рисовать десять стульев или сто деревьев. Игры будущего подарят художникам творческую свободу, которую можно будет потратить на что-то более креативное, чем нудное дублирование, ведь все необходимые стулья, деревья, камни и облака уже будут в их распоряжении. Практическая польза заключается ещё и в том, что такую архитектуру осилят даже мобильные устройства, меняться будет лишь уровень детализации. Игровой вариант демки Unreal Engine 5 скоро обещают выкатить для Android-смартфонов трёхлетней давности.

Вывод делаем такой: будет немного красивее и намного быстрее.

Свет в конце тоннеля

Движок будущего нам показывали на PS5 при поддержке Sony, но и Microsoft в стороне не остались. В марте они продемонстрировали несколько трейлеров предстоящих эксклюзивов и подробно рассказали о трассировке лучей, которая и так у всех на слуху, благодаря ценам на RTX-видеокарты от Nvidia.

О рейтрейсинге не слышал только ленивый, и обычно его описывают как «зрелищные отражения и мыльное, но тоже зрелищное освещение». В общем и целом это верно, причём принцип работы сильно напоминает Lumen. В обоих случаях разработчикам не надо вручную указывать куда упадет каждый отдельный луч, обозначаются только источники света и характеристики объекта на который он направлен, а компьютер просчитывает траекторию лучей на основе законов физики.

Приём это старый, давно используется в кино, но в Голливуде это делают на этапе пост-продакшена. Для нас с вами важно, что происходить трассировка будет прямо на наших глазах. В отличие от сценария фильма, поведение игрока в видеоигре определяется им самим, и, чтобы на это реагировать и обрабатывать освещение «как в жизни», у графического процессора уходит дикое количество ресурсов. Настолько дикое, что с ним справляется считанное количество видеокарт.

Это было демо от Nvidia и Luminous Productions, а Microsoft, конечно, не могли не сделать самой зрелищной игрой своей мартовской презентации свой любимый Minecraft:

Самый показательный пример RTX, что я нашёл, взят из Battlefield V. Вот как было раньше:

Вот как будет в будущем в каждой поддерживаемой игре (ключевое слово — «поддерживаемой»):

С трассировкой лучей любой виртуальный источник света, будь это хоть Луна в небе, обретает самостоятельную жизнь: лучи будут сами «узнавать» препятствия и взаимодействовать с ними. Мы привыкли, что те же лужи и окна в играх мутные, но как раз за такие рамки некстген и будет выходить. Еще несколько лет назад никто и подумать не мог о подобной красоте:

Однако мир не совсем готов к повсеместному использованию трассировки лучей. Причин тут три. Первая — цена на RTX-видеокарты. Возможно, когда технологию доработают и оптимизируют, они станут доступнее, но сейчас это удел элитных геймеров. Вторая — работы у игроделов где-то убавится, но где-то и прибавится, ведь чтобы устроить себе лёгкую жизнь, надо сначала научить игру поддерживать рейтрейсинг, а это тебе не F в катсценах прожимать. Ну и третье — это проблема нашего восприятия, естественный, по сути, процесс. Взрывы и красивые эффекты занимают не сто процентов игрового времени, в статике компьютер тоже напрягается. Зацените:

Технически и визуально эта гифка впечатлила меня больше всех остальных, даже больше Control. А ведь лет через пять, а то и меньше, мы будем считать такое абсолютной нормой! Глянешь вот на пятую «Батлу» без RTX в 2025-м и удивишься, как ты в такое мыло играл.

К некстгену шаг за шагом

Итак, что мы имеем? Графика будущего совершенно точно не будет одним гигантским качественным скачком. Разработчики получат ресурсы для постепенной оптимизации, а мы увидим несколько маленьких революций вместо одной большой. Чисто количественные улучшения, конечно, тоже произойдут. Например, специально к выходу Xbox SX в Gears 5 завезут продвинутые контактные тени, глобальное освещение экранного пространства и в полтора раза увеличат количество частиц:

Всё идёт к тому, что топовое «железо» достигнет такого уровня, когда самостоятельно сможет просчитывать визуальные эффекты уровня голливудских блокбастеров, причём мгновенно. Но для создателей видеоигр суть некстгена не в этом.

Тим Суини, генеральный директор Epic Games, подтверждает, что покорение графических вершин — это дополнительная миссия их нового движка, прежде всего компания стремится к быстродействию и объединению платформ. Хорошо ли это для графона? Почему нет? Если Microsoft позволит, вы сможете наслаждаться следующей частью Gears на планшете!

А пока не наступил век рейтрейсинга и Unreal Engine 5, вы можете насладиться визуальными шедеврами этого поколения, о них буквально вчера появился текст.

Если знаете, какие ещё технологии нас ждут в будущем, напишите про них в комментарии, подкиньте мне идей для следующих статей. Я понимаю, конечно, что выше ремастера GTA 5 индустрия вряд ли прыгнет, но мало ли...