Как работает Euphoria в GTA IV и что это такое?

Всем привет! Меня зовут Семён и сегодня я хочу рассказать вам кое-что о моей любимой игре от компании Rockstar.

Думаю, что все вы видели множество роликов с сравнением GTA IV и GTA V. И то, что пятая часть пожертвовала проработкой и вниманием к «физическим» деталями в угоду масштабу и «веселью» — это факт. Нельзя сказать, что это однозначно плохо или хорошо. Тут у каждого своё мнение, но подход четвёртой части мне гораздо ближе.

Мне есть, что рассказать.

Почему именно четвёртая часть заставляла меня просто «жить» в либерти-сити, а 5-я была выключена после первого прохождения и запускалась от силы раз в пару лет?

Причин очень много. Обычно в текстах (роликах) я рассказываю о самой крутой, как мне кажется, фишке в конкретной игре. Но в этот раз так говорить будет неправильно, ведь у GTA 4 нет единственной киллер фичи. Это пример игры, где всё настолько идеально подогнано и правильно работает, что называть какую-то часть самой важной нельзя. Разве что можно выделить само направление — РЕАЛИЗМ (по сравнению с другими играми серии, конечно).

Сегодня я расскажу только об одной уникальной технологии, которая была настолько прорывной для своего времени, что многие журналисты считали её будущим игровой индустрии. Но у будущего были другие планы. Имя этой технологии — Euphoria.

Вылеты через лобовые стекла, прижимание поврежденных конечностей, уникальные падения от пулевых ранений и реалистичное поведение NPC в GTA 4 — всё это вовсе не предзаписанные скриптовые анимации. Это итог работы эйфории. Гениальной системы, основанной на ИИ, физике, биомеханике и симуляции нервной системы. Как она работает, почему практически исчезла и в чём была сложность её использования? Я попытался разобраться и мне есть, что вам рассказать. Поехали.

Полетели. Каждый раз по-новому.

Источники. Почему информации очень мало?

К сожалению, как это обычно бывает с уникальными технологиям древних, информации в интернете не то, чтобы много. А учитывая то, как Rockstar не любит рассказывать о своей внутренней кухне, то откопать какие-то подробности не так и легко. Никто не выступал на конференциях разработчиков и не писал научные статьи об этом. Но всё-таки информация есть, хоть её и не много.

Больше всего полезного откопал в интервью с Гарри Дэнхольмом (Harry Denholm), работавшего над внедрением Эйфории в GTA 4. Кое-где на реддите всплывали сообщения от людей, якобы работавших с этой технологией и что-то я нашел в архивах уже несуществующих сайтов. Так что я взял всю эту информацию, перевёл и скомпилировал в единое целое. Все ссылки я, конечно же, оставлю в описании.

Откуда взялась Эйфория?

Прежде чем начать рассказ, нужно пояснить вот что. Euphoria это вовсе не аналог физических движков, как обычно пишут на форумах. И не необычный анимационный движок.

С 2006 года игры компании Rockstar работают на движке RAGE, собственного производства. Там целый комбайн вместе с графическим движком, искусственным интеллектом, звуковым движком, сетевым кодом и т. д. Но далеко не всё там изначально сделано руками рокстаровцев.

Движок рокзвёзд

Например за физику там отвечает бесплатный движок Bullet Physics Library, созданный одним из разработчиков Havok. (Erwin Coumans).

А вот за анимации персонажей, помимо обычной системы, отвечала euphoria, созданная компанией NaturalMotion. (естественное движение)

Сама компания была основана в 2001 году и стала дочерней компанией Оксфордского университета. Основали её Торстен Рейл (Torsten Reil) и Колм Мэсси (Colm Massey).

В компании разработали технологию процедурной анимации под названием DMS. Dynamic Motion Synthesis (синтесис) (Синтез динамического движения). DMS отличалась от стандартных подходов к анимации, вроде захвата движений. Она была основана на симуляции моторной нервной системы человека и биомеханике.

На её основе был создан endOrphin, инструмент для анимации, позволяющий управлять 3D персонажами как угодно, давать им задачи и, так как результат каждый раз разный, переделывать, если что-то не устроило. Это очень сильно экономило время и бюджеты создателям игр и фильмов. Всё-таки мокап не такой уж и дешёвый. А эндорфин в 2004 году стоил 12 795 $, что не так уж и дорого для кино. Технология использовалась в фильмах Троя и Посейдон. В играх его тоже активно использовали. Как минимум в Tekken 5, Getaway: Black Monday и Empire: Total War.

Сейчас инструмент купить уже нельзя (почему расскажу вам позже). Хотя в интернете всё ещё бродит демо-редактор, из которого нельзя импортировать анимации. Но если вам интересен проект, то найти можно.

Но эндорфин можно было использовать только для создания анимаций, а вот использовать для их генерации в реальном времени в играх — нет.

Поэтому в компании Natural Motion появилась команда, которая, используя наработки эндорфина и основываясь на технологии DMS, создала ту самую технологию Euphoria. Как именно она работала я расскажу позже. Когда технология была разработана, в компании начали искать клиентов.

С 2004 года, за 4 года до релиза GTA IV, с компанией уже работали LucasArts для того, чтобы внедрить технологию в свои игры. В 2005 была анонсирована игра игра о Индиане Джонсе, а в трейлере эйфория демонстрировалась как главная фишка игры.

Я бы сыграл в Индиану Джонса. Но он не вышел погулять.

Каждый раз, нажимая на кнопку удара, игрок видел бы новый результат, ведь заготовленных анимаций там не должно было быть. Релиз должен был состояться в 2007 году. Но ни в 2007, ни в 2008 он не состоялся. Игра так и не вышла. Возможно причина была в увольнении гейм-дизайнеров, а может и в том, что в 2007 годы вышла Uncharted и после её успеха выпускать игру было бесполезно. Конечно жаль, что Индиана Джонс так и не вышел. А вам? (это байт на комментарии) Правда игра от Lucas Arts с эйфорией внутри таки вышла, но это уже была Star Wars: The Force Unleashed.

Штурмовики тоже любили похватать своими руками друг-друга

Параллельно этому Natural Motion договорилась и с компанией Rockstar о том, что те тоже будут использовать Эйфорию. Речь шла о Red Dead Redemption. В NM создали команду, которая начала внедрять эйфорию в движок RAGE. Руководителем назначили Гарри Денхольма. И вот, через пару лет он создал «шоурил» эйфории на движке Rockstar. А чтобы показать больше возможностей, продемонстрировал всё это не в сеттинге дикого запада, а в современном городе. Так он показал падение NPC с лестниц, их реакции на оружие, столкновение с машинами и всё такие прочее.

Вы уже понимаете к чему всё шло? Команду немедленно перебросили с RDR на работу над GTA IV, ведь такие возможности явно смотрелись бы выгодно в флагманской франшизе рокстаров. А вы представляете, что было бы, если бы Деньхольм не выбрал современный сеттинг для демонстрации Рокстарам? Возможно ГТА 4 была бы совсем другой игрой. Но всё получилось так и не иначе, за что ему большое спасибо.

Скорее всего, вы уже заметили, что Natural Motion почему-то по нескольку лет интегрировала Эйфорию в игровых компаниях. Что в Рокстар, что в Лукас Артс. Неужели у таких крупных издателей не было нужных специалистов? А так и есть. Их действительно не было.

Потому что эйфорию нельзя было просто купить, ведь она не была готовым решением с уже встроенным функционалом. Можно было только нанять команду уникальных специалистов, которые внедряли в вашу игру уникальные фишки, которых не было у конкурентов.

По словам Гарри Денхольма, они приезжали в заинтересовавшуюся компанию и их инженер интегрировал систему в движок игры прямо в офисе клиента. Затем их программисты, занимающиеся физикой, биомеханикой и искусственным интеллектом начинали демонстрировать некоторые модели поведения персонажей прямо на лету. Если демонстрация устраивала, то программисты NM присоединялись к разработчикам игры.

Хотите технологию? Тогда мы едем к вам в офис.

То есть, каждый проект получал УНИКАЛЬНУЮ эйфорию, которая создавалась вручную. Если, условно, поместить ботов из Force Unlished в Gta IV, то вряд ли что-то будет работать. Из-за этого подхода, узнать как именно это система работала и была устроена практически невозможно, но кое-что можно почерпнуть из единственного интервью, данного спустя 9 лет после выхода GTA IV и догадаться о каких-то вещах.

Как работала Euphoria в GTA IV и как её туда встроили?

Как вы уже поняли, эйфория позволяла анимациям генерироваться центральным процессором прямо на лету. Вместо того, чтобы просто в нужным момент воспроизводить перезаписанную анимацию, она создавала её, на основе симуляции «человека». Туда входило тело, мышцы и двигательная нервная система.

Сгенерировал хук с правой.

Как я понял, в игре был и стандартный анимационный движок, но каждый раз, когда NPC нужно было произвести «симуляционное» действие под воздействием чего-либо, он подключал эйфорию, причем практически бесшовно.

И вот эта самая симуляция работала просто удивительно. NPC реагировали на столкновение, могли попытаться его избежать, спотыкались о предметы, пытались удержать равновесие и т. д.

Но, что самое интересное, у них было что-то вроде инстинкта самосохранения и это было их основной задачей. Поэтому падая, они пытались подставить руки, группировались, хватались за предметы, чтобы удержаться и пытались прижать руки к травмам. Они вообще цеплялись за жизнь до жути реалистично.

Нашёл чирик.

Только не говорите мне, что вы не смотрели на то, как раненые прохожие поднимаются и пытаются доковылять куда-то за угол держась за живот или прыгают от летящей в их сторону машины. Да и запускать Нико через лобовое стекло можно было практически бесконечно, ведь каждый раз он летел и приземлялся по разному.

Инженеры NM не просто интегрировали технологию в движок RAGE, но получили полный доступ к его физической части. И эйфория настолько хорошо работала в GTA IV еще и из-за особенностей этого самого движка и его физики.

Например, в нём была функция Featherstone, разработанная в Рокстар ещё до внедрения эйфории.

Благодаря Featherstone модели персонажей состояли из коллизий, соединенных «шарнирами», которые выполняли роль суставов. А к ним уже прикреплялись моторчики, имитирующие человеческие мышцы. Кирк Маккинд из Еврогеймера сравнивает это с наброском художника. И вся эта сложная система рассматривалась движком, как неделимая коллекция объектов.

На самом деле все NPC в GTA - аниме.

При стандартном подходе каждая часть модели NPC является отдельной деталью (руки, ноги и прочее рассматриваются движком как отдельные объекты).

Поэтому стандартных багов, когда в текстуре застревает рука или нога модели и движок пытается всё вернуть как было, заставляя тело совершать дикие конвульсии, в GTA не случалось.

Но не только отсутствием багов он был полезен. Инженер Tom Lowe (Том Лоув) из Natural Motion разработал DynAmic Balancer (динамический балансировщик). Именно он помогал NPC сохранять равновесие, реагируя на ситуацию и совершая шаги. При этом проверяя, что не только ноги сохраняют баланс, но и всё, что выше них.

В итоге, благодаря Featherstone и балансировщику персонажи сохраняли баланс практически так же естественно, как настоящий человек, стоящий на самых реальных ногах.

Ловит маслину физически корректно.

И таких функций, которые неожиданно хорошо подошли движку Rage или, наоборот, Эйфории было, наверняка, гораздо больше. Сейчас выяснить это уже невозможно, по причине закртыости технологии. При совокупности всех этих фишек эйфория могла одновременно анализировать и генерировать совершенно сумасшедшие вещи.

На персонажа, который спускался с горки, стрелял и получал ранения было интересно смотреть. Ведь на него действовала гравитация, наклонная поверхность, отдача оружия, сила пуль, попадающих в него и на всё это он реагировал одновременно, реалистично и, что немаловажно, уникально. Каждый раз.

Так итоге мы получили, пожалуй, лучшую систему генерации анимаций в играх. Хотя назвать её просто системой анимации будет не верно. Вы же помните, сколько всего там задействовано?

Что с эйфорией и NaturalMotion теперь?

Когда я поиграл первый раз в GTA я был не просто удивлен, я был в восторге от того, что это самый настоящий некстген и был уверен, что дальше будет только круче. Так же думали многие журналисты и игроки.

Но что-то пошло не так и после Эйфория появилась всего в нескольких проектах. Среди которых игры Rockstar: Red Dead Redemption, Gta V, RDR 2, Max Payne 3 и пара собственных маленьких проектов компании NaturalMotion. Во всех них она уже гораздо менее ярко выражена, а в 5-й Gta иногда кажется, что её и вовсе нет.

Компания также продавала технологию Morpheme, которая уже не использовала DMC. Dynamic Motion Synthesis (Синтез динамического движения). По факту она повышала контроль и качество анимаций, но никаких прорывных вещей там не было. Хотя с ней шла и поддержка Эйфории, но как я уже и говорил, только команда знающих профессионалов может интегрировать её так, как это было в GTA IV.

Morpheme использовался в множестве известных проектов — BioShock Infinite, Pure и даже Horizon Zero Dawn. Но всё это было достаточно стандартно и ни о какой симуляции речи не шло.

В 2012 Лондонское подразделение NM сосредоточились на создании мобильных игр, таких как CSR Racing и весьма успешно стала зарабатывать на этом.

На следующий год (2018) вышла последняя на данный момент игра с поддержкой той самой эйфории — Red Dead Redemption 2.

Уникальные кадры ликвидации технологий.

Что именно случилось и как так вышло — понять не так уж и сложно.

Это была безумно дорогостоящая технология, для интеграции которой было необходимо нанять целую команду высококвалифицированных специалистов и работать с ними в одной связке длительное время.

Оплатить подобный аттракцион могли только крупнейшие игроки на рынке, а они не любят рисковать и заниматься внедрением дорогостоящих технологий, если можно просто натыкать вышек и обмазать всё RTX-ами.

Инди разработчики, которым интересно создавать уникальные вещи не потянули бы цену, а если бы захотели создать нечто подобное самостоятельно у них не хватило бы опыта. В интернете, кстати, есть довольно много тем, где они спрашивают о том, как сделать что-то подобное, но ответа так и не находят. И я с тяжёлым сердцем всё это читал. (хотя у некоторых получается что-то подобное)

Сейчас есть много технологий, которые упрощают создание анимаций, делают её плавнее и естественнее. Есть инверсная кинематика, которая позволяет назначить начальную и конечную точку, а дальше система сделает всё сама. В Ubisoft разработали систему Learned Motion Matching, которая при помощи нейросетей может бесшовно вытаскивать нужные анимации из базы, лепить из них одну и проигрывать. Что-то подобное используется в Last of Us Part 2, которая подняла качество анимаций просто на запредельную вершину, но всё-таки это не их генерация в реальном времени с уникальным результатом. Хотя технология там тоже интересная, возможно когда-нибудь я о ней расскажу.

Казалось бы, что на этом история технологии эйфория и закончилась. Вот так, в очередной раз, уникальная разработка, о которой я вам рассказал просто-напросто канула в небытие.

Но на такой грустной ноте, в этот раз, заканчивать видео я не собираюсь. В 2022 году компанию Zynga, которая владеет NaturalMotion, купила Take-Two за немыслимые 12,7 миллиардов долларов. А знаете, кто принадлежит Take — Two? Правильно, компания Rockstar.

Когда вместе с мобилками купил и эйфорию.

Вот и получилось так, что создатели эйфории и разработчики ГТА 4 принадлежат теперь одной компании. Конечно, это похоже на теорию заговора, но я почти уверен, что в следующей части GTA обязательно будет эйфория. И, надеюсь, не такая, как в GTA V. Да и вполне возможно, что аналогичная технология появится и у других компаний, всё-таки прогресс не остановился и мы не до конца потонули в однотипных проектах.

Прежде чем закончить, предлагаю вам заглянуть в комменты и написать, что вы думаете о Эйфории и о чём вы хотели бы прочитать (услышать) в следующий раз.

И самом деле такие тексты (ролики) правда занимают много времени и сил, поэтому если вам понравилось, то подпишитесь на блог и загляните на ютуб. За это вам отдельно буду благодарен. Ссылки на источники есть в тексте, а ссылки на всякие мои соц.сетки под видео.

На сегодня всё, спасибо что дочитали (досмотрели) и пока.