От Half-Life до Alyx: как менялась графика и технологии в играх Valve

Серия Half-Life не нуждается в представлении. 25 лет назад небольшая студия из Сиэтла навсегда изменила способ повествования в видеоиграх. А еще она доказала игровой общественности, что графических и технологических достижений можно достичь без разработки уникального движка. С максимально подробной историей развития Half-Life и Valve вы можете ознакомиться в нашем цикле статей о «революционере игровой индустрии» Гейбе Ньюэлле (Gabe Newell).

В этом году у первой Half-Life юбилей. В знаменательную дату Valve выпустила крупное обновление, добавила вырезанный контент, улучшила мультиплеер и добавила поддержку Steam Deck. Вдобавок студия опубликовала большой документальный фильм о трудностях разработки своей дебютной игры. Бывшие сотрудники Valve рассказали о выстраивании невиданного ранее геймдизайна, создании скриптовых сцен, проработке интерактивности и, главное, о внедрении современных технологий, которые помогли Half-Life стать самой инновационной игрой 1998 года. Нам понравилась последняя тема, и мы захотели вспомнить о других технологических победах инженеров студии Valve. В этой статье мы проследим эволюцию графики и технологий игр серии Half-Life, начиная от первой части и заканчивая VR-проектом Alyx.

Для современного игрока первая Half-Life выглядит очень устаревшей и непривлекательной. Геймдизайн проекта прошел проверку временем, а вот графическое исполнение, увы, уже не впечатляет. Тем не менее, в далеком 1998 году Half-Life была технологическим чудом с уймой фич, которые в дальнейшем стали применяться во многих играх.

Первая Half-Life разрабатывалась на движке Quake. В 1996 году Valve удалось уговорить сотрудников id Software поделиться исходным кодом. Джон Кармак (John Carmack) без особых проблем отдал новым конкурентам свой движок, так как в тайне уже доделывал id Tech 2, который на фоне Quake-engine был более совершенным и технологичным. После релиза Quake 2 инженерам Valve пришлось основательно переписывать исходный код движка, чтобы не сесть в лужу и показать игрокам достойную графику.

Первым делом Valve произвела модификацию рендера (обработку и отображение графики), а также добавила в него поддержку Direct3D. Благодаря последней текстуры Half-Life получили 16-битную глубину цвета. Более гибкие настройки позволили выводить на экран больше полигонов. Модели стали детализированней, чем в Quake 1 и 2.

К персонажам была применена технология скелетной анимации. Благодаря ней художники могли спокойно заменять тела, реализовывать расчлененку и делать более гибкие движения персонажей.

Из-за большого уклона в повествование, разработчики были вынуждены реализовать лицевую анимацию. Технология стала основой для всех игр, которые выходили после Half-Life.

Инженерам Valve пришлось переписывать технологии освещения движка первой Quake, чтобы их Half-Life не выглядела хуже Quake 2. В конечном итоге в игре появилось динамическое освещение. На ранних этапах в Half-Life были динамические тени, но из релизной версии их убрали, так как проект мог стать слишком требовательным к ПК-комплектующим.

Программисты уделили много внимания искусственному интеллекту. Противники научились обходить игрока, реагировать на опасность, объединяться в группы, сражаться друг с другом, взаимодействовать с окружением и сопровождать главного героя.

В Half-Life был добавлен примитивный физический движок, который активно использовался в головоломках. Игрок мог двигать ящики, бросать в воду бочки, манипулировать предметами и разрушать некоторые объекты.

По итогу Half-Life задала вектор развития для большинства шутеров, а также повествовательных игр.

За разработку аддонов для первой Half-Life отвечала студия Gearbox Software, которую вы знаете по серии Borderlands. В первую очередь это были сюжетные дополнения, поэтому особых графических новшеств они, увы, не получили.

Изначально аддон Blue Shift разрабатывался для консоли Dreamcast. Незадолго до выхода авторы отказались от релиза на приставке и портировали проект на ПК. Вместе с дополнением они выпусти High Definition Pack — набор улучшенных текстур и моделей, который изначально должен был раскрыть технический потенциал «Дримкаст». Этот HD-пак улучшил внешний вид оригинальной Half-Life и ее дополнений на ПК.

Чуть позже оригинальную Half-Life портировали на PS2. Вместе с ней в комплекте шел аддон Decay. В нем разработчики реализовали кооперативную игру в режиме Split screen (разделенного экрана).

В последующих играх на движке Half-Life сторонние разработчики реализовали детальные текстуры, погодные эффекты, процедурные облака, реалистичную воду, отражения, а также современный тип рендера.

Half-Life 2 разработали на новом движке Source, технологии которого базируются на исходном коде первой части. На релизе игра удивила всех реалистичной графикой, невероятной физикой, лицевой анимацией, продвинутым искусственным интеллектом противников, шейдерным рендерингом и другими технологическими достижениями. Настоящая революция в игрострое начала нулевых!

В геймдизайне Half-Life 2 весьма активно использовался гибкий физический движок, в основу которого лег Havok, лицензированный Valve. Благодаря ему в игровом мире заработали следующие физические параметры: масса тела, гравитация, трение, сопротивление, инерция и плавучесть предметов. На их основе разработчики выстроили множество головоломок, которые можно было решить несколькими способами. Half-Life 2 относилась к физике как к полноценному геймплейному элементу. Она давала уникальный опыт и особый подход к решению стандартных для шутера задач.

Благодаря физическому движку транспорт демонстрировал реалистичное поведение: вертолет разгонял воздушные массы; катер на воздушной подушке по разному вёл себя на воде и суше; автомобиль реагировал на тип трассы, сцепление колес с дорогой, а также собственную массу.

Игрок мог манипулировать окружающими предметами при помощи гравипушки. Дизайн противников, а также некоторые уровни создавали с учетом механик управления гравитацией.

Еще Half-Life 2 показала передовую для тех лет технологию лицевой анимации. Это сейчас разработчики активно используют Motion capture, а в начале нулевых мимические движения создавались руками разработчиков. Ведущий программист Valve реализовал гибкую систему генерации анимации лиц, которая минимизировала количество ручной работы, но при этом позволяла создавать реалистичную мимику. Вдобавок движок мог самостоятельно адаптировать движения губ под заранее записанную звуковую дорожку.

Новый рендер выводил очень качественную и реалистичную картинку. При этом Source был отлично оптимизирован под разные типы железа. Half-Life 2 могла спокойно работать на старых моделях видеокарт. На более мощных устройствах игроки могли лицезреть шейдерные эффекты: реалистичную воду, отражения, преломление света. Движок игры спокойно воспроизводил динамические тени от персонажей и объектов, а также динамическое освещение и затенение на локациях.

В Half-Life 2 продвинутый искусственный интеллект, который мог дать игроку серьезный отпор в сражениях. Геймеры могли отдавать приказы союзникам, взаимодействовать с персонажами, манипулировать врагами и стравливать враждующие фракции.

В 2005 году Valve выпустила Half-Life 2: Lost Coast — один уровень на побережье, который не попал в основную игру. На нем разработчики «обкатали» технологию High Dynamic Range Rendering (HDR).

Half-Life 2: Episode One создавалась на обновленном движке Source. Появились новые эффекты освещения, в том числе bloom — размытое свечение на краях объектов, имитирующее передержку камеры на свету. Также добавлены: автоматическая регулировка экспозиции, технология кубических текстур, позволяющая отрисовывать реалистичные отражения, система преломления света на поверхности различных объектов.

Разработчики обновили технологию лицевой анимации. Сюжет дополнения оброс драматическими моментами, за которыми было интересно наблюдать.

Source начал поддерживать многоядерный рендеринг. Технология HDR получила существенное обновление. Наконец, инженеры Valve улучшили систему частиц.

Второе дополнение для Half-Life 2 разрабатывалось на сильно доработанном движке Source. Разработчикам пришлось значительно обновлять технологии, так как в 2007 году кардинально изменились стандарты и требования к графике.

Episode Two получила новый шейдерный рендеринг, благодаря которому мир игры стал более сочным и реалистичным. Динамическое освещение заметно доработали. Улучшенные технологии теней и затенения раскрылись в подземных локациях.

Новшеством движка Source стали: система мягких частиц, в которой мелкие эффекты затухают около своих пересечений с геометрией сцены, и кинематографическая физика, благодаря которой реализованы реалистичные разрушения объектов. На локациях появилось больше объектов, которые не нагружают систему. Таким образом, реализованы обширные лесные локации, по которым можно перемещаться на транспорте.

Half-Life 2: Episode Two стала последней официальной игрой серии, которая использует движок Source. При этом Valve его активно доделывала и развивала для своих других игр. Например, в Portal 2 разработчики реализовали уникальную систему физического состояния гелевых поверхностей. В наше время Source по-прежнему активно используется. Популярный многопользовательский шутер Apex Legends разработан на модифицированном Source и прекрасно себя чувствует не только на современных системах, но и на консолях актуального поколения.

Black Mesa — ремейк первой Half-Life, который вырос из пользовательской модификации. Сотрудники Valve одобрили разработку и позволили авторам сделать коммерческий релиз. Вдобавок программистам выдали лицензию на движок Source и исходный код.

Помимо уже имеющегося функционала движка, разработчики добавили собственные улучшения, которые, по их мнению, должны были благоприятно отразиться на восприятии ремейка Half-Life. Инженеры избавились от ограничений в полигонах моделей, благодаря чему противники, персонажи и оружие стали более реалистичными и высокодетализированными.

Также была создана уникальная система генерации лиц. Каждый второстепенный персонаж — ученый, охранник или военный — получил особый набор отличительных черт, которые придают индивидуальности.

В Black Mesa добавили новый звуковой движок и систему бинаурального звука, благодаря которому игрок может понять, с какой стороны исходит угроза.

Искусственный интеллект существенно доработали. Противников научили выслеживать игрока при помощи слуха и зрения.

Систему рендеринга полностью обновили. Карты нормалей (2D-текстурное изображение, которое используется в компьютерной графике для имитации детализации поверхности объекта без добавления дополнительной геометрии), зеркальные поверхности и тени встроены непосредственно в текстуры для придания уникального вида. Новая система динамического освещения учитывает препятствия и генерирует реалистичные тени.

Half-Life: Alyx разработана Valve на новом движке Source 2. Инженеры студии взяли за основу первый Source и кардинально переписали многие его системы. Так появился новый рендеринг изображения, способный обрабатывать сложные и высокодетализированные сцены с минимальными просадками в частоте кадров. Во многом это удалось реализовать за счет использования Vulkan API, который позволяет улучшить многоядерный рендеринг и повысить эффективность обработки трехмерных объектов.

Half-Life: Alyx прекрасно работает на не самых мощных системах, так как игра изначально разрабатывалась под шлемы виртуальной реальности, которые «отъедают» солидный кусок производительности. При этом проект может похвастаться красивой картинкой и заполненными объектами локациями.

В Half-Life: Alyx реализована новая система просчета физики. Разработчики отказались от Havok в пользу собственного физического движка с поддержкой PBR (Physically Based Rendering). Благодаря этой технологии игроки получили возможность взаимодействовать с большинством объектов через манипуляторы шлема виртуальной реальности. У каждого предмета окружения есть свои физические характеристики с определенными анимациями деформации.

Source 2 получил обработку материалов и шейдеры нового поколения. Благодаря этим улучшениям удалось реализовать реалистичную жидкость, ткани, пластиковые поверхности и другие эффекты. Многим игрокам запомнилась ультрареалистичная физика воды в бутылках. Её создали при помощи новой системы шейдеров.

Ещё в игре есть физический движок Rubikon, поддерживающий симуляцию ткани. Опять же для реалистичного взаимодействия с объектами в виртуальной реальности.

Half-Life: Alyx не может похвастаться революционной системой лицевой анимации, но та мимика, что есть в игре, всё равно выглядит весьма достойно.

Искусственный интеллект существенно доработали. В «головы» противников заложили больше алгоритмов, за счет которых они могут анализировать ситуацию, искать выгодные укрытия и нападать, когда игрок находится в уязвимой ситуации.

***

Все игры серии Half-Life прочно ассоциируются с технологическими новшествами. Увы, из-за того, что технологии и движки развиваются семимильными шагами, мы, скорее всего, никогда не увидим Half-Life 3, так как ее релиз обязательно должен быть подкреплен революциями в графике, геймдизайне и повествовании. Без них игра будет обречена на провал из-за крайне завышенных ожиданий.

Чтобы в полной мере собственноручно оценить весь эволюционный прогресс графического и технического исполнения видеоигр, мы рекомендуем перепройти по порядку все игры серии Half-Life. Благо, первая часть получила хороший патч, благодаря которому ее можно запустить на современном ПК без танцев с бубном.