Эволюция 3D-графики в играх

Качество графики в современных видеоиграх просто потрясающее. От завораживающей природы Assassin’s Creed Odyssey до мрачных улиц Cyberpunk 2077 – уровень детализации и реализма в современных играх на много лет опережает то, что мы видели еще десять лет назад. Но как разработчики пришли к этому? Как видеоигры прошли путь от простых, пиксельных изображений до фотореалистичных шедевров?

Чтобы понять эволюцию графики в играх, нужно взглянуть на историю графических процессоров (GPU). GPU – это чип, созданный специально для выполнения сложных математических вычислений, необходимых для рендеринга 3D-графики. Без мощного GPU современные игры были бы невозможны.

“Первый графический процессор в мире”

Первые графические процессоры появились в конце 1980-х – начале 1990-х годов, и они были способны создавать только простую 2D-графику. Однако по мере развития технологий графические процессоры становились мощнее и начали поддерживать 3D-графику.

Одним из самых ранних примеров 3D GPU стал Nvidia GeForce 256, выпущенный в 1999 году. Компания рекламировала свой продукт как “первый графический процессор в мире”. Эта карта была способна рендерить 3D-графику с беспрецедентным для того времени уровнем детализации и скорости.

Со временем появлялись 3D технологии, которые позволили совершить скачок и получить тот реализм, за который геймеры и ценят современные игры. Появление сетчатых шейдеров, трассировки лучей кардинально изменило визуальный мир игр, а недавние технологии, такие как DirectStorage, обещают новый прорыв в скорости графической обработки. Рассмотрим каждую из этих технологий подробнее и выясним, как они влияют на игровой процесс.

Трассировка лучей (Ray tracing)

Помните, как освещение в играх выглядело неестественным? Это потому, что в ранних играх не было возможности точно смоделировать поведение света в реальном мире. Появилась трассировка лучей – технология, которая несомненно добавила реализм в этой области.

Трассировка лучей моделирует взаимодействие света с различными поверхностями, создавая по-настоящему реалистичный эффект. Благодаря ей вы видите отражения, тени и красочные взрывы, которые выглядят практически как в реальности. Вы словно попадаете на живую картину, где цвета яркие, а детали тщательно проработаны.

Сетчатые шейдеры (Mesh shaders)

Вы когда-нибудь замечали, что в некоторых играх персонажи или объекты выглядят удивительно детализированными? Это благодаря сетчатым шейдерам, еще одной технологии, изменившей игры. Они позволяют разработчикам обрабатывать полигоны с гораздо большей мощностью, чем это делала старая технология вершинных шейдеров (vertex shaders). За счет этой технологии игровой движок может произвести миллиарды полигонов, а графический процессор без труда выведет их на экран.

Благодаря увеличению числа полигонов, разработчики могут создавать невероятно детализированные модели и текстуры. Лица персонажей более реалистично выражают эмоции, одежда развевается на ветру, а здания выглядят так, будто их строили кирпичик за кирпичиком.

Вы словно переноситесь в живой, дышащий мир, где все выглядит органично и достоверно. Вам захочется исследовать каждый уголок, удивляясь вниманию к деталям, которое было уделено при создании игрового мира.

Шейдинг с переменной частотой (Variable-rate shading)

Шейдинг с переменной частотой выборочно регулирует уровень детализации в зависимости от области игрового мира. VRS определяет более важные и менее важные области на экране, и оптимизирует их прорисовку.

Эта умная технология позволяет графическому процессору сосредоточить свои ресурсы на наиболее важных аспектах игрового мира, таких как персонажи, здания и местность. При этом снижая уровень детализации менее важных областей, таких как трава, деревья или горы с облаками. Это помогает снизить общую вычислительную нагрузку и повысить частоту кадров, что приводит к более плавному игровому процессу.

Благодаря шейдингу с переменной частотой вы заметите меньше лагов и в целом более плавные движения объектов.

DirectStorage: Сокращение времени загрузки

Все мы бывали в таких ситуациях: с нетерпением ждем запуска новой игры, а в ожидании ее загрузки проводим, кажется, целую вечность. Это расстраивает, особенно когда хочется просто зайти в игру и начать играть. Именно здесь на помощь приходит DirectStorage – новейшая технология, которая значительно сокращает время загрузки игровых ресурсов.

DirectStorage – это технология, разработанная компанией Microsoft, которая позволяет играм загружаться быстрее и работать более плавно на персональных компьютерах. Эта технология использует для обработки данных графический процессор вместо привычного для таких задач центрального процессора (CPU).

Это означает, что игры, использующие DirectStorage, загружаются быстрее и имеют меньше задержек во время гейминга. Вместо того чтобы медленно тянуть время, вы сможете погрузиться в игру с головой за считанные секунды.

Из недостатков этой технологии можно отметить, что она доступна только для пользователей Windows 11. Однако, конкуренцию ей может составить NVIDIA RTX IO, которая также обеспечивает быструю загрузку и распаковку игровых ресурсов при помощи GPU.

Заключение

Эти четыре технологии – трассировка лучей, сетчатые шейдеры, DirectStorage и шейдинг с переменной частотой – представляют собой огромный скачок вперед для игровой индустрии. Они меняют внешний вид, ощущения и производительность игр, открывая новые возможности как для разработчиков, так и для игроков.

Независимо от того, являетесь ли вы заядлым игроком или просто любите иногда поиграть в игры, эти новшества обещают подарить геймерам незабываемые ощущения от игрового мира.