Движок шутера от первого лица - First-person shooter engine

Часть серии по:
Графика видеоигр
Типы 2.5D и 3/4 перспектива От первого лица (видеоигры) Фиксированное 3D Полноценная видеоигра Графическая приключенческая игра Изометрическая графика в видеоиграх и пиксельная графика Видеоигра с боковой прокруткой Стереоскопическая видеоигра Текстовая игра Вид от третьего лица Видеоигра на основе плитки Вид сверху вниз Векторная игра
Темы 2D компьютерная графика Прокрутка с параллаксом Пиксель арт Спрайт 3D компьютерная графика 3D рендеринг Многоугольник Предварительный рендеринг Skybox Анимация Cel-закрашенная анимация Оцифровка Ротоскопирование Компьютерная графика Графика в реальном времени Дизайн игрового арта Графический движок Движок шутера от первого лица Двигатель плитки Система виртуальной камеры Воксель
Списки Список игр на основе FMV Список движков FPS Список стереоскопических видеоигр Список текстовых компьютерных игр Категория: Графика для видеоигр

А движок шутера от первого лица это движок видеоигр специализированный для моделирования 3D среды для использования в шутер от первого лица видео игра. Вид от первого лица означает вид, в котором игроки видят мир глазами своих персонажей. Стрелялки относятся к играм, которые вращаются в первую очередь вокруг владения огнестрельным оружием и убийства других сущностей в игровом мире, либо неигровые персонажи или другие игроки.

Развитие графических движков для шутеров от первого лица характеризуется постоянным развитием технологий и некоторыми прорывами. Попытки определить отдельные поколения приводят к произвольному выбору того, что составляет сильно модифицированную версию «старого двигателя», а что является новым.

Классификация сложна, поскольку игровые движки сочетают в себе старые и новые технологии. Функции, которые в один год считались продвинутыми в новой игре, в следующем году станут ожидаемым стандартом. Игры, в которых сочетаются как старые, так и новые функции, являются нормой. Например, Парк Юрского периода: Нарушитель (1998) представили физику жанру FPS, который не получил широкого распространения примерно до 2002 года. Красная фракция (2001) показал разрушаемая среда, что-то еще не распространенное в двигателях годы спустя.

График

1970-е и 1980-е: ранние графические движки FPS

Рендеринг игр для этого раннего поколения FPS уже был от первого лица и с необходимостью снимать предметы, однако в основном они были созданы с использованием Векторная графика.

Есть два возможных претендента на первый FPS, Лабиринт войны и Спасим.^[1] Лабиринт войны была разработана в 1973 году, и в ней участвовал один игрок, пробирающийся через лабиринт коридоров, визуализированных с использованием фиксированной перспективы. Мультиплеер возможности, в которых игроки пытались стрелять друг в друга, были добавлены позже и были объединены в сеть в 1974 году. Спасим был первоначально разработан в 1974 году и вовлекал игроков, перемещающихся по каркасной трехмерной вселенной. Спасим могли играть до 32 игроков на ПЛАТОН сеть.^[2]

Собственная разработка Поощрительное программное обеспечение, то Freescape Engine считается одним из первых проприетарных 3D-движков, которые будут использоваться в компьютерных играх, хотя этот движок не использовался в коммерческих целях за пределами собственных игр Incentive. Первой игрой, в которой использовался этот движок, была игра-головоломка Бурильщик в 1987 г.^[3]

Начало 1990-х: каркасы для 2.5D миров и текстур

Игры этого поколения часто рассматриваются как Клоны Doom. Они не были способны выполнять полный 3D-рендеринг, но использовали лучей 2.5D техники рисования окружающей среды и спрайты рисовать врагов вместо 3D модели. Однако эти игры стали использовать текстуры для рендеринга окружающей среды вместо простого каркасные модели или однотонные.

Ховертанк 3D, из id Программное обеспечение, был первым, кто использовал эту технику в 1990 году, но до сих пор не использовал текстуры, возможность, которая была добавлена ​​вскоре после Катакомбы 3D (1991), затем с Wolfenstein 3D движок который позже был использован в нескольких других играх. Катакомбы 3D также была первой игрой, в которой рука игрока показывалась на экране, что способствовало вовлечению игрока в роль персонажа.^[1]

Wolfenstein 3D двигатель был еще очень примитивен. Он не наносил текстуры на пол и потолок, а лучей ограничили стены до фиксированной высоты, и уровни все были в одном самолете.

Хотя он по-прежнему не использовал истинное 3D, id Tech 1, впервые использованный в Рок (1993) и снова из id Программное обеспечение, сняли эти ограничения. Он также впервые представил концепцию разделение двоичного пространства (BSP). Еще одним прорывом стало внедрение в движок многопользовательских возможностей.^[1] Однако, поскольку он все еще использовал 2.5D, в Doom было невозможно правильно смотреть вверх и вниз, и все уровни Doom были фактически двухмерными.^[1][4] Из-за отсутствия оси z двигатель не позволял комната за комнатой поддерживать.

Рок'Успех породил несколько игр, использующих тот же движок или аналогичные методы, что дало им название Клоны Doom. В Сборка двигателя, используется в Duke Nukem 3D (1996), позже были сняты некоторые ограничения id Tech 1, такие как возможность движка сборки обеспечивать поддержку переноса между помещениями путем наложения секторов поверх секторов, однако используемые методы остались теми же.

Середина 1990-х: 3D-модели, начало аппаратного ускорения

В середине 1990-х игровые движки воссоздали истинное 3D миры с произвольной геометрией уровня. Вместо спрайтов двигатели использовали просто текстурированный (однопроходное текстурирование, без деталей освещения) многоугольный объекты.

FromSoftware вышел Королевское поле, полноценный бесполигональный экшн от первого лица в реальном времени для Sony Игровая приставка в декабре 1994 г. Sega с 32X релиз Металлическая голова был шутером от первого лица механическая игра-симулятор который использовал полностью наложенный на текстуру, 3D полигональная графика.^[5] Годом ранее Exact выпустила Sharp X68000 компьютерная игра Географическая печать, полностью трехмерный полигональный шутер от первого лица, в котором платформер механику, и большая часть действий происходила в бесплатный роуминг на открытом воздухе, а не в лабиринтах коридора Wolfenstein 3D. В следующем году Exact выпустила преемника консоли PlayStation, Прыгающая вспышка!, который использовал тот же игровой движок, но адаптировал его, чтобы сделать больший упор на платформер, а не на стрельбу. В Прыгающая вспышка! серия продолжала использовать тот же двигатель.^[6][7]

Темные силы, выпущенный в 1995 г. LucasArts, считается одной из первых "настоящих трехмерных" шутеров от первого лица.^{[нужна цитата ]}. Его двигатель, Двигатель джедая, был одним из первых движков, поддерживающих среду в трех измерениях: области могут располагаться рядом друг с другом во всех трех плоскостях, в том числе друг над другом (например, этажи в здании). Хотя большинство объектов в Темные силы являются спрайтами, игра включает поддержку текстурированных объектов с 3D-рендерингом. Еще одна игра, которая считается одной из первых настоящих трехмерных шутеров от первого лица, - это Программное обеспечение Parallax стрелок 1994 года Спуск.^{[нужна цитата ]}

В Quake Engine (Землетрясение, 1996) использовали меньше анимированных спрайтов и использовали настоящую трехмерную геометрию и освещение, используя сложные методы, такие как z-буферизация чтобы ускорить рендеринг. Землетрясение также была первой истинно-трехмерной игрой, в которой использовалась специальная система проектирования карт для предварительной обработки и предварительного рендеринга трехмерной среды: трехмерной среды, в которой проходила игра (впервые упоминаемой как карта ) был упрощен во время создания карты, чтобы уменьшить объем обработки, необходимой при игре.

Статический карты освещения и 3D-источники света также были добавлены в BSP файлы, хранящие уровни, позволяющие получить более реалистичное освещение.

Первый Блоки обработки графики^[8] появился в конце 1990-х, но многие игры в то время еще поддерживали программный рендеринг. id Tech 2 (Quake II, 1997) была одной из первых игр, в которых использовалось аппаратное ускорение графики.^[9] (id Программное обеспечение позже переработан Землетрясение добавить OpenGL поддержка к игре).

GoldSrc, двигатель получен из Quake Engine к Клапан за Период полураспада (1998), добавлено Direct3D поддержка и скелетный рамки для лучшего рендеринга NPC,^[10][11] а также значительно улучшил Искусственный интеллект NPC (AI) по сравнению с движком Quake.^[10]

Конец 1990-х: полный 32-битный цвет, графические процессоры становятся стандартом.

В этот период были представлены первые видеокарты с Преобразование, отсечение и освещение (T&L). Первой картой с этой инновационной технологией была GeForce 256. Эта карта превосходила то, что предлагала 3dfx в то время, а именно: Voodoo3, который не оправдал себя только из-за отсутствия T&L. Такие компании как Matrox с их G400, и S3 с их Дикарь4 были вынуждены уйти с рынка 3D-игр в этот период времени. Год спустя, ATI выпустил свои Radeon 7200, действительно конкурирующая линейка видеокарт.

Пока все игры этого периода поддерживаются 16-битный цвет, многие приняли 32-битный цвет (на самом деле 24-битный цвет с 8-битным альфа-каналом). Вскоре многие тестовые сайты начали рекламировать 32-битную версию в качестве стандарта. В Unreal Engine, которая использовалась в большом количестве игр FPS с момента ее выпуска, была важной вехой в то время.^[12] Он использовал Glide API, специально разработанная для 3dfx Графические процессоры,^[11] вместо OpenGL. Вероятно, самая большая причина его популярности заключалась в том, что архитектура двигателя и включение язык сценариев облегчил мод Это.^[13][14] Еще одним улучшением Unreal по сравнению с предыдущим поколением движков было сетевые технологии, что значительно улучшило масштабируемость движка на мультиплеер.^[15]

id Tech 3, впервые использованный для Quake III Arena, улучшенный по сравнению с предшественником, позволяя хранить гораздо более сложные и плавные анимации. Также было улучшено освещение и слежка и представил шейдеры и криволинейные поверхности.^[16]

Начало 2000-х: детализация, открытая среда и физика тряпичной куклы.

Новое графическое оборудование предоставило новые возможности, позволяя новым движкам добавлять различные новые эффекты, такие как эффекты частиц или туман, а также увеличивать детализацию текстур и полигонов. Во многих играх использовались большие открытые площадки, автомобили и тряпичная кукла физика.

Средние требования к видеооборудованию: графический процессор с оборудованием T&L такие как DirectX 7.0 GeForce 2 или же Radeon 7200 обычно требовалось. Новое поколение GeForce 3 или же Radeon 8500 были рекомендованы из-за их более эффективной архитектуры, хотя их вершинные и пиксельные шейдеры DirectX 8.0 были мало пригодны. Некоторые игры по-прежнему поддерживают чипсеты DirectX 6.0, например RIVA TNT2 и Ярость 128, и программный рендеринг (со встроенным Intel GMA ), хотя было очевидно, что даже мощный процессор не может компенсировать недостаток аппаратного T&L.

Игровые движки, изначально разработанные для ПК платформа, как и Unreal Engine 2.0, начали адаптироваться для консоли шестого поколения подобно PlayStation 2 или же GameCube, те, у кого теперь есть компьютер, чтобы обрабатывать видеоигры с большим количеством графики.

Середина 2000-х: освещение и пиксельные шейдеры, физика.

Новое поколение графических чипов позволило пиксельный шейдер текстуры на основе, рельефное отображение, и освещение и затенение технологии становятся общими. Включены шейдерные технологии HLSL (за DirectX ), GLSL (за OpenGL ), или же Cg.

Это привело к устареванию DirectX 7.0 графические чипы, такие как широко распространенные GeForce 2 и Radeon 7200, а также чипсеты DirectX 6.0, такие как RIVA TNT2 и Ярость 128, и интегрированный на борту графические ускорители. До этого поколения игр мощный процессор мог несколько компенсировать старую видеокарту. Средние требования к видеооборудованию: минимум был GeForce 3 или же Radeon 8500, настоятельно рекомендуется GeForce FX, Radeon 9700 (или другие карты с Пиксельный шейдер 2.x поддерживать). Radeon 9700 продемонстрировала, что сглаживание (AA) и / или Анизотропная фильтрация (AF) можно было использовать в полной мере даже в самых новых и самых требовательных играх того времени, что привело к широкому распространению AA и AF в качестве стандартных функций. До этого AA и AF поддерживались многими более ранними графическими чипами, но сильно снизили производительность, поэтому большинство геймеров предпочли не включать эти функции.

Благодаря этим новым технологиям игровые движки имеют полностью интегрированную внутреннюю и внешнюю среду, используют шейдеры для более реалистичной анимации (персонажи, вода, погодные эффекты и т. Д.) И в целом повышают реализм. Тот факт, что GPU выполнил некоторые из задач, которые уже были выполнены ЦПУ, и в более общем плане увеличивающаяся доступная вычислительная мощность позволила добавить в игры реалистичные физические эффекты, например, с включением Havok физический движок в большинстве видеоигр.^[17] Физика уже была добавлена ​​в видеоигру в 1998 году. Парк Юрского периода: Нарушитель, но ограниченные аппаратные возможности в то время и отсутствие промежуточное ПО как Хэвок, чтобы справиться с физикой, привело к техническому и коммерческому провалу.^[18]

id Tech 4, впервые использованный для Судьба 3 (2004) использовали полностью динамический попиксельное освещение, тогда как раньше 3D-движки полагались в основном на предварительно рассчитанное для каждой вершины освещение или карты освещения и Затенение по Гуро. В Объем тени подход, использованный в Doom 3, позволил получить более реалистичное освещение и тени,^[19] Однако за это пришлось заплатить, так как он не мог отображать мягкие тени, и двигатель был хорош в основном в помещении. Позже это было исправлено для работы с обширными открытыми пространствами, с введением MegaTexture технологии в id Tech 4 двигатель.

В том же году, Клапан вышел Half Life 2 на их новых Источник двигатель. Этот новый движок отличался, помимо прочего, очень реалистичной лицевой анимацией для NPC, включая то, что было описано как впечатляющее имитация пения технологии.^[20]

Конец 2000-х: подход к фотореализму

Дальнейшие улучшения в GPU подобно Шейдерная модель 3 и Шейдерная модель 4, что стало возможным благодаря новым графическим чипсетам как GeForce 7 или же Radeon X1xxx серия, позволила улучшить графические эффекты.

Разработчики этой эпохи 3D-движков часто рекламируют фотореалистичный качественный. Примерно в то же время киберспорт мы начинаем привлекать внимание. Эти двигатели включают реалистичные шейдер -основные материалы с предопределенной физикой, среды с процедурными и вершинный шейдер -основанные объекты (растительность, обломки, созданные человеком предметы, такие как книги или инструменты), процедурная анимация, кинематографические эффекты (глубина резкости, Размытость, так далее.), Рендеринг с высоким динамическим диапазоном, и унифицированные модели освещения с мягким затемнением и объемное освещение.

Однако большинство двигателей, способных к этим эффектам, являются развитием двигателей предыдущего поколения, например Unreal Engine 3, то Dunia Engine и CryEngine 2, id Tech 5 (который использовался с Ярость и использует новые Виртуальное текстурирование технологии^[21]).

Первые игры с использованием Unreal Engine 3 были выпущены в ноябре 2006 года, и это первая игра, в которой CryEngine 2 (Crysis ) был выпущен в 2007 году.

Начало 2010-х: смешение графической техники

Дальнейшие улучшения в GPU подобно Шейдерная модель 5, что стало возможным благодаря новым графическим чипсетам как GeForce 400 серии или же Radeon HD 5000 серии а позже позволили улучшить графические эффекты. такие как Dynamic Отображение смещения и Мозаика.

По состоянию на 2010 год были выпущены две предстоящие модификации основных существующих двигателей: Unreal Engine 3 в DirectX 11 на котором работает Samaritan Demo^[22] (и который используется с Бэтмен: Аркхем Сити, Бэтмен: Рыцарь Аркхема и другие игры UE3 на основе DX11) и CryEngine 3, который дает Crysis 2 и кризис 3.

Некоторые компании обсуждали планы на будущее в отношении своих двигателей; id Tech 6, возможный преемник id Tech 5, был исключением. Предварительная информация об этом двигателе, который все еще находился на ранних этапах разработки, как правило, показывала, что id Программное обеспечение смотрел в сторону, где трассировка лучей и классический растровая графика будет смешано.^[23] Однако, по мнению Джон Кармак, аппаратного обеспечения, поддерживающего id Tech 6, еще не существовало.^[24] Первый заголовок с использованием движка, Рок, был выпущен в середине 2016 года.

В сентябре 2015 г. Клапан выпустил Источник 2 в обновлении до Dota 2.^[25]

Смотрите также

• Игровой движок
• Список игровых движков
• Список движков шутера от первого лица

Рекомендации