Когда можно ожидать, что графика в компьютерных играх станет полностью неотличимой от видеозаписи реального мира?

Александр Ильин

инженер-программист

Если в качестве критерия реалистичности мы принимаем результат сравнения с видеозаписью, значит, речь пойдет о «традиционных» играх, где изображение выводится на экран, параметры которого сходны с параметрами вычислительных устройств той же эпохи. То есть речь идет о разрешениях от FullHD до 8K, а не попытках соответствовать сетчатке глаза или проецировать что-то в мозг. Также предположим, что нам нужна частота отрисовки не ниже 60 FPS, по крайней мере для одного глаза. Все это должно работать не на исследовательских машинах, а на общедоступных в соответствующий период ПК и консолях, которые может себе позволить продвинутый геймер. Игра должна принести компании-разработчику прибыль.

Новые вычислительные мощности до недавнего времени наращивались по закону Мура – примерно вдвое каждые два года за счет увеличения плотности элементов на схеме. Однако из-за некоторых природных ограничений есть все шансы, что привычные нам аж с середины 60-х темпы роста вычислительных мощностей изменятся, так что задача прогноза становится сложнее. Например, неизвестно, сохранится ли прирост производительности одного ядра у каждой новой серии процессоров и видеокарт или же маркетологам придется заманивать покупателей чем-то еще.

Основной фактор, влияющий на «реалистичность», который зависит от этой мощности, – собственно технологии компьютерной графики, заложенные в процесс визуализации кадра. Глобальное освещение, рассчитывающее распространение света, сглаживание пикселей по краям объектов, подповерхностное рассеивание и прочее (подробнее об этом сможет рассказать программист, ближе знакомый с областью). Все это опирается на развитие нового железа и новых алгоритмов. За оценкой здесь можно обратиться к специалистам. Например, основатель Epic Games, разработавшей Unreal Engine, в 2013 году оценивал сроки достижения фотореалистичной картинки примерно в 10 лет, а другие его коллеги такого оптимизма не поддерживали. Зачатки реализма можно уже сегодня обнаружить в той же Unreal Engine 4, а также многих интересных демо-проектах других компаний. Однако здесь работает важное ограничение.

Так получается, что компьютер не может отрисовать реалистично любую сцену из игры. В реальном мире законы физики работают для любого количества объектов в сколь угодно сложной закрытой системе. Когда мы перекладываем это с помощью математики и алгоритмов в пиксели, то оказывается, что количество необходимых вычислений растет непропорционально росту объектов или элементов объектов в кадре. Мы можем заполнить Большой Каньон доверху шариками для настольного тенниса, и никакой катастрофы в масштабах Вселенной не произойдет, когда мы на это посмотрим глазами. Однако если наш игровой движок умеет воспроизводить интерьеры игры неотличимо от реальных, это еще не означает, что он справится с выходом героя на улицу при том же уровне детализации. Так что у нашего желания реализма есть оговорка – сами игры неизбежно будут адаптироваться к доступным ресурсам. Отсюда мы можем перейти к следующей проблеме.

Бюджет у игр не резиновый. К сожалению, если игра не имеет в основе процедурной генерации контента, то все, что в ней показывается, сначала нужно туда положить. Художники рисуют, моделлеры строят объекты, потом все это нужно расставить по сцене и заскриптовать, где надо. Если ответственные лица решат, что продукт должен быть фотореалистичной игрой, то затраты на создание объектов и уровней, скорее всего, значительно возрастут. Процессы разработки тоже не могут стоять на месте, поэтому от прогнозов воздержусь, но экономический потолок в данном случае не видится мне сильно менее значимым, чем «железный». Если сегодня можно потратить четверть миллиарда долларов на разработку GTA V, то не обязательно через 10–15 лет можно будет потратить 150 % от эквивалентной суммы. Но лучше знакомые с экономикой и рынком игр читатели, конечно, могут меня исправить.

В итоге, если вам достаточно сравнения, где сцена задается ограничениями индустрии, но картинка неотличима, то период в 10–15 лет видится реалистичным. Однако может быть более выгодно пожертвовать этой реалистичностью ради новых качественных возможностей игр как в плане экономики, так и с точки зрения гейм-дизайна. Потому что есть все шансы, что конкурентами выступят более «мультяшные» соперники, как это происходит сегодня.