Красота игр Remedy. Как работает движок Northlight.

Приветствую любителей видеоигр. Вот уже который год большинство выпускаемых игр имеют большие проблемы с производительностью, графика не кажется новой, а геймплей получается "рваным" и сырым. Конечно можно долго дискутировать о проблемах разработки, криворукости самих разработчиков и некомпетентности руководства и искать причину бед. Однако бывает моменты когда игра и ее жанр просто не сочетаются с ПО, а именно с ее движком.

Как мы знаем для разработки игр используются открытые и универсальные движки вроде Unreal Engine и Unity, но все больше крупные издатели и студии используют свои собственные игровые движки, сделанные для внутреннего пользования. И как правило это способствует реализации определенных фишек и идей. Взять к примеру Frostbite и CryEngine, которые славятся ультраграфоном или Rage от Rockstar с ее детализацией. 

И вот среди всех этих гигантов также выделяется и Remedy Entertainment, я являюсь большим фанатом игр от этой финской студии: дилогии  Max Payne и  Alan Wake,  Quatum Break и  Control.Все эти игры, в первую очередь любят за интересный сюжет, сложный и продуманный сценарий, проработке и дизайну локации, а также за простой, но очень зрелищный геймплей, во многом это конечно заслуга программистов, тестеров и любимого нами Сэма Лэйка. Но все эти амбиции, по словам самих разработчиков, не были бы реализованы, если бы не их движок собственного производства - Northlight Engine. Движок идея которого зарождалась аж в конце 90-х с первого  Max Payne и достигла своего апогея в  Alan Wake 2, который впрочем совсем скоро совершит круг и снова вернется к Максу...вернее к его ремейку, а там мы обязательно заценим степень графона и новые плюшки. А так предлагаю окунуться в историю самого движка, вернее то как Remedy шла к его созданию и настраивала технологию для максимально киношной картинки.

MaxFx 1-2 и первые шаги

Вообще самого Northlight как такового еще и в помине не было, его первой "формой" был движок MaxFx названый в честь "вы-сами-знаете-кого", а бенчмарк вообще изначально использовался для первой игры Remedy - Death Rally. Решение о создании собственного игрового движка было вполне логичным и..уместным, так как брать лицензию на использование стороннего было бы дороговато, а бюджет был не резиновый. Результатом стала одна из лучших игр 2001 года, о похождении копа жаждущего мести за убитую семью. Речь конечно же про  Max Payne, но игра радовала не только зубодробительным экшеном и квадратной головой Лэйка..то есть Пейна, но и невероятной на тот момент графикой и вниманием к деталям. 

Думаю многие кто из вас играл замечали во время перестрелок выпадающие гильзы от пуль, отлетающие куски штукатурки от стен, а в буллет-тайме сцены были еще красочнее. Шутка ли, но для такого счастья раньше требовалось 500MB свободного пространства и видюха поддерживающая DirectX 8, конечно такими требованиями сейчас никого не удивить, тогда же этим могли похвастаться далеко не все. Те же кто смог запустить игру на высоких настрой ках, во всю погружались в историю полной боли и крови.

Красиво, броско, модно, брутально

Плюс ко всему этому у первого Макс Пейна был и отличный визуальный стиль, черное ночное небо соседствовало с серым, похожим уже на сажу снег, грязные закоулки, тусклый и однотонные цвета зданий. Будто сам мир стал олицетворением внутреннего состояния главного героя, но это были лишь цветочки ведь внутренний мир Макса оказался куда мрачнее и ужасней. И хотя во время геймплея игра походила на гонконгские боевики с перекатами и разлетающимися предметами, то отдельные кат-сцены походили на настоящий Финчеровский триллер, эпизоды с кошмарным сном Макса и ломанием четвертой стены стали вишенкой на торте. 

Выглядит и жутко и прекрасно

Останавливаться на достигнутом разработчики не планировали и при разработке сиквела решили вовсю блестнуть своими амбициями. А как известно если ты замахиваешься на крупную рыбу, то и снаряжение ты должен взять получше. Так и случилось с  Max Payne 2, для это разработчики существенно улучшили свой движок и теперь он мог поддерживать DirectX 8.1, а это значило что появились новые возможности графических эффектов, такие как как отражение, преломление и шейдеры. Хотя главной особенностью и эволюцией в движке стали использование так называемой системы частиц и внедрение физического движка Havok. В первом случае данная технология позволяла производить более качественные и зрелищные эффекты, в частности эффекты взрывов, дождя и света, что для игры сказалось лучшим образом.

Взрывы стали очень роскошными

Система частиц на примере Unity

Что же до движка Havok, то он тоже внес огромные изменение и стал играть большую роль, в особенности в боевых сценах и физике предметов. Так например само поведения оружия при стрельбе стало более реалистичным, звук, отдача, выстрелы. Также различные предметы окружения вроде коробок и ящиков стали подвластны законам гравитации, а тела противников падают более реалистично с помощью Ragdoll-физике, эффекте "тряпочных кукл".

Страдания Макса стали графически лучше

Такой серьезный технологический еще на шаг приблизил Ремеди, и в частности Сэма Лэйка, к созданию игры своей мечты. Ведь возможностей теперь стало больше, а творческий и идейный запас, как всегда полон. Можно сказать что уже на этом этапе Remedy определила "лицо" и отличительные черты своих игр. Это - визуал, нарратив, простой но детализированный геймплей и большой ориентир на кино.

И казалось бы что вот уже скоро прибудет третья часть или совершенно новая игра, да вот только у разработчиков вдруг начался идейный шторм и определить каким будет следующий проект было трудно, не говоря уже о том как он будет работать. По итогу финны попрощались с историей о мрачном полицейском и начали работу над Alan Wake.

Alan Wake Engine. Игра со светом и тенью

Разработка над игрой о писателе стартовала в 2003 году и уже тогда имела определенный концепт и детали, это был мистический триллер, в духе Твин Пикса и романов Стивена Кинга. Врочем как многие знают, разработка затянулась аж на 7 лет и за это время игра сильно преобразилась, где то в лучшую сторону, а где то в худшую. Распинаться я об этом много не буду, лишь постраюсь зацепить отдельные моменты.

Итак, для разработки Remedy вновь серьезно решили улучшить свой движок MaxFX 2 и дать ему новое имя - Alan Wake Engine, однако тут же встретилась с рядом трудностей. Во-первых Алана, хотели сделать игрой в открытом мире, с динамической сменой дня и ночи, эффектами освещения и темноты и т.д., во-вторых все также было необходимо сохранять кинематографичность проекта и удержания акцента на сюжете, а такого не добьешься если перед игроком появится возможность часами щеголять по открытым пространствам, в итоге поиск долгих решений привел студию к тому что уже к выходу игры в 2010-м, Alan Wake был уже слегка устаревшим.

Под нож, легли некоторые механики и открытый мир, ограничившись лишь обширными локациями, геймплейная формула осталась верна своей изначальной идее, хоть и чувствовалась довольно упрощенной. Но все таки главным козырем игры вновь стал сюжет и визуал, особо хорошо выглядели лучи света и тени персонажей, хотя это и следует ожидать от данной игры.

По итогу Alan Wake оказалась довольно спорчивой игрой, но для некоторых игроков (включая меня) это был успех. Для Майкрософт все же было не так радужно, ибо продажи не шибко радовали, но потенциал Remedy все же дал повод на еще одно сотрудничество.

Northlight Engine. Новый уровень Remedy.

После отмены сиквела второго Алана Уэйка и релизом Alan Wake's American Nightmare, все наработки были переделаны для новой игры -  Quantum Break. Именно для нее Remedy опять переделывают свой движок и дают ему окончательное название. По словам Лейка этот движок дает все возможности рассказывать и показывать историю максимально кинематографично.

Что ж все вышло весьма неплохо и игра действительно выглядела как некст ген, хотя ее успех подорвал ряд неприятных факторов, куда ж без них. Более подробно о самой игре я писал здесь,  а так что же такого нового дарил нам тот ультраграфонистый движок.

Ну одна из главных штук - 4D моделирование и сканирование, такая технология используется в медицине, сторительстве и других отраслях. В контексте видеоигр 4D-сканирование как правило дает возможность в реальном времени фиксировать движение объектов или персонажей с помощью различных датчиков и устройств захвата движения, затем эти данные сохраняются и используются для анимации моделей в игре. Затем используется алгоритмическое создание промежуточных кадров анимации на основе имеющихся данных о движении. Это позволяет плавно анимировать объекты между записанными кадрами. И конечно же динамическое изменение моделей: где модели объектов или персонажей могут изменять свою форму, размер или текстуру в зависимости от времени и условий окружающей среды, что создает эффект изменения во времени.

Remedy во всю откалибровала аспекты движка и Quantum Break получилась невероятно красивой игрой, механики со временем были очень прочно связаны с геймлеем и сюжетной историей. Хотя даже такого результата было недостаточно, и хотя с общей детализацией картинки было все хорошо, отдельные моменты требовали полировки, вроде отражения и размытия. С этой проблемой решили разобраться в следующей игре.

Рейтрейсинг и все все все

На протяжении долгих лет амбассадором ультраграфона и сжигателем видеокарт, была Crytek с их Cryengine, были конечно и всякие фростбайты, но за право зваться новой грозой видеокарт явно собралась Remedy и хотя зачатки этого были в QB, то в выходом новой игры - Control, финны решили выплеснуть весь свой потенциал. 

В этот раз особому вниманию уделялось графическому визуаулу, ведь по задумке разработчиков на этот раз само окружение, то есть Бюро, играло важную роль в геймплее и повествовании, и по сути выступало не просто площадкой а "живым" элементом. Для такого требовалось уделить графике максимально причем делать это в связке с новой технологией Nvidia - рейтрейсингом или же трассировкой лучей в играх. Эта технология добавляет детализированные отражения и меняет фактуру некоторых объектов, делая их более реалистичными, взять хотя бы металлические элементы.

Улучшению также подверглись и тени. В зависимости от освещенности и влияния отраженного света мы видим дополнительные блики и тени на объектах, что лучше подчеркивает их объем и структуру. Есть цветовое влияние одних поверхностей на другие. Все это усиливает ощущение направленного объемного света и повышает реализм картинки. Основной проблемой трассировки остается сильное падение производительности, даже топовые видеоадаптеры вроде RTX 2080 и 3080 не позволяют долго играть с этой технологией и приходиться использовать DLSS. 

В результате игра получилась жутко красивой и стильной, вот только многим геймерам оказалось недостаточно красивой графики и продажи не били рекорды, впрочем для поклонников это был очередной шедевр. 

Alan Wake 2. Некстген на треугольниках.

Игра которую многие ждали 13 лет, правда не в Азкабане, но тоже с большой надеждой. И каково было удивление многих игроков на релизе, нет игра была не сверх забагованой, а представляла собой тот самый долгожданный некст ген...правда не у многих хватило возможностей к нему прикоснуться. Ведь оказалось что для Alan Wake 2 необходима видеокарта поддерживающая меш-шейдеры, геймеры у которых были карты AMD RX 5000-серии и Nvidia GTX 10-серии оказались крайне недовольны. В принципе игра могла запустится и без них, но тут уже поджидала низкая производительность. Поначалу казалось что игра просто плохо оптимизирована и в этом есть небольшая доля правды, однако позже начали раскрываться некоторые аспекты разработки и новой технологии движка.

Пример рендеринга лесной местности

Как мы уже знаем разработчики с головой окунулись в идею о новом графическом чуде и для этого они решили взять за основу новую технологию сетчатых шейдеров или мешлеты. По словам разработчиков это позволило добавлять в мир больше геометрии без ущерба для производительности, благодаря рендерингу на основе графического процессора с использованием сетчатых шейдеров теперь возможно выполнять отсечение с точностью до одного пикселя. Как это работает: помимо сетки мы также отбираем мешлеты. Мешлеты — это более мелкие и более оптимизированные группы треугольников, извлеченные из сетки, возможность обрабатывать полигоны с гораздо большей мощью и контролем, чем это делали старые вершинные шейдеры. Уже в ближайшем будущем игры могут выводить на экран миллиарды треугольников.

Сама технология уже вовсю совершенствуется Nvidia и первыми движками которые начали ее применять это Unreal Engine 5 и Northlight соответственно. Главная же проблема заключается в том, что железо, на котором работает игра, должно активно поддерживать меш-шейдеры. В случае с GPU от AMD потребуется модель видеокарты на основе RDNA 2 или новее, а для Nvidia нужен GPU Turing, Ampere или Ada Lovelace. Требования весьма внушительные, от того теперь слова Сэма Лейка об обновлении железа кажутся более чем обоснованными и упрекнуть можно лишь в том что разработчики не сделали "золотую середину", либо обновляйтесь и наслаждаетесь графоном, либо запускаете как получится и терпите. Третьего не дано.

Ну  а сам второй Алан стал одной из самых красивых игр и лучшей игрой Remedy по их же словам. Конечно в первую очередь они гордятся проделанной работой над движком, CPU, VFX, Ray Tracing, Shaders, над каждым аспектом была проделана большая работа, порой переходы от записаных роликов с живыми актерами к их цифровым аватарам были очень бесшовными.

Вывод: нас ждала атмосферная и очень красивая игра, к которой просто не все были готовы.

Круг замкнулся

Что ж Remedy удалось вовсю похвастаться передовыми технологиями и утереть нос другим играм детализированным графоном. К такому долгому пути они шли практически со дня основания самой студии, комбинируя свой движок и специально настраивая его под уже творческие идеи, начиная с первого Max Payne и заканчивая Alan Wake 2. И куда еще интереснее посмотреть как в итоге они вернуться к ремейкам первых двух частей Макса, которые разрабатывают как раз на Northlight Engine, какими игры выйдут можно только гадать, но Remedy явно удивит нас.

На этом у меня все, спасибо что читали. Играйте и радуйтесь жизни.