Все демонстрационные видеоролики, которые вы видели, содержат ложь. Они заставляют вас думать, что вы видите воду, но на самом деле это не так. Может показаться, что это чушь: вы же видите воду, значит, она есть. Или, что это относится только к играм, выдумке, лжи. Второе верно, но существует способ добавлять воду в игровые миры. Вспомните несколько популярных игр. В большинстве из них вода присутствует. Наличие воды критически важно, особенно в играх с открытым миром. За последние десятилетия разработчики значительно усовершенствовали приёмы обмана и иллюзий для достижения реалистичности.
Зачем разработчики используют обман?
Для создания реалистичной воды необходимо декомпозировать водный объект на мельчайшие частицы и задать тип движения каждой. Это требует обработки и расчёта огромного объёма данных в реальном времени, с учётом всех взаимодействий. Технически возможно, но крайне сложно для любого существующего оборудования. Уменьшение количества частиц повышает производительность, но делает воду менее убедительной, желеобразной. Альтернатива – использование обмана и уловок.
Эволюция водной графики в играх
На заре игровой индустрии игры имели ограниченную цветовую палитру и разрешение. Геймеры полагались на воображение, и это работало! Многие помнят детские игры красивее, чем они были на самом деле. Современная графика настолько убедительна, что трудно отличить реальность от симуляции. Использование прозрачности, отражений и карт нормалей позволяет создавать удивительные водные эффекты благодаря математике и формулам.
Взаимодействие с водой: от спрайтов к реализму
Желание не только видеть, но и взаимодействовать с водой постоянно растёт. Вспомните разочарование от Cyberpunk 2077, где отсутствовала возможность взаимодействия с водой, в отличие от Half-Life 2 и Red Dead Redemption 2 (смещение вершин + спрайты брызг). В большинстве старых игр для экономии ресурсов использовались только спрайты.
Плавание и подводные локации
Вода часто служила барьером (Dark Souls, Assassin’s Creed). Стремление к реализму и иммерсивному взаимодействию привело к внедрению возможности плавания. В некоторых играх (например, Death Stranding) главный герой, по логике, не должен плавать в своей экипировке, но разработчики позволяют это, иногда с юмором (Red Dead Redemption). Многие игры позволяют плавать и держаться на плаву (Assassin’s Creed 2, Hogwarts Legacy). Отказ от подводного обзора – способ экономии сил и времени для разработчиков, но для игроков это потеря возможности взаимодействия с водным миром. Подводные области требуют создания дополнительных моделей и ландшафтов, стимулируя исследование игрового мира.
Физика воды: плавучесть и дрейф
Для создания эффекта дрейфа по поверхности необходимы: сэмплирование вертексов и сопоставление их с высотой игрока; изменение угла наклона для скольжения по волнам.
Подводное окружение: каустика и Gobo
В убедительном подводном окружении важны искажающая туманность и каустика (волнушки на дне океана, создающиеся при прохождении света через воду). Реалистичный расчёт каустики сложен. Альтернатива – технология Gobo (маска света, трафарет с перфорацией), позволяющая создать похожий эффект за пару секунд вместо 100 часов. Наложение двух тайлов с текстурами каустики на дно и запуск их излучения света создаёт эффект, похожий на настоящую каустику.
Подводные эффекты: Splitview и погружение
Splitview (разделённый обзор) позволяет видеть мир как над поверхностью, так и на глубине (Call of Duty: Modern Warfare 2). В Modern Warfare 2 (2009) появились эффекты погружения и всплытия, созданные при помощи шейдеров (инструкций для графического процессора). В современных играх (например, в находящихся в разработке) это выглядит реалистично.
Роль звука
Звук – важный элемент. Правильный подбор звуков всплесков может занимать недели. Иногда используется не звук воды, а звучащий убедительно. Под водой можно использовать фильтры, изменяющие низкие и высокие частоты, а также реверберацию.
Воссоздание реалистичной воды возможно, но зависит от технических возможностей оборудования. Вопрос в том, нужно ли стремиться к абсолютному реализму, если уже можно создавать убедительные симуляции?