W pogoni za kinem


Kinematyka odwrotna w silnikach przyszłości będzie oddziaływać na podstawowe, przygotowane przez animatora sekwencje, wprowadzając do nich elementy przypadkowości, a więc zwiększając realizm ruchu. Natomiast już w silniku Source widać nowoczesne podejście animacyjne, polegające na symulowaniu pracy mięśni. Zamiast prostego i często dającego niezadowalające rezultaty ciągu oddziaływań "szkielet animacyjny - powierzchnia modelu 3D" mamy ciąg rozszerzony, w którym szkielet animacyjny zniekształca mięśnie, a dopiero one modyfikują obiekt. Należy oczekiwać, że pozostałe innowacje wprowadzane przez Source, związane z odwzorowywaniem stanów emocjonalnych postaci - na razie głównie za pomocą mimiki - staną się standardem, który uzupełnią narzędzia automatycznie dopasowujące ruch ust do sekwencji wypowiedzi.

Pod względem graficznym silniki gier czeka w najbliższym czasie rewolucja związana z wprowadzeniem HDRI, grafiki o dużej dynamice koloru. Zwiastuny tej rewolucji widać w silniku Source, który powinien trafić do sprzedaży wraz z grą "Half Life 2" jeszcze w tym roku. HDRI stanowi też ten element silnika graficznego Unreal 3, na który producent, Epic Games, kładzie obecnie duży nacisk. Zmiennopozycyjne bufory 16- i 32-bitowe pozwolą na uniknięcie błędów zaokrągleń i obcinanie wartości składowych koloru przy sumowaniu buforów. Silniki graficzne gier będzie więc trzeba dostosować do wymogów HDRI, w tym do obsługi nowych formatów (najprawdopodobniej OpenEXR firmy Industrial Light and Magic). Równolegle niezbędne okaże się wprowadzenie w modelach oświetlenia zmian, opartych głównie na algorytmach oświetlenia rozproszonego.

W pogoni za kinem

Grafika HDRI wkrótce stanie się normą w świecie gier komputerowych (silnik: Unreal Engine 3).

Wygląd obiektu w scenie 3D zależy nie tylko od topologii modelu, ale także od tekstur i oświetlenia, za które jest odpowiedzialny układ cieniujący. Obecne procesory graficzne używają ok. 10 cykli na wierzchołek. Nick Porcino z LucasArts przewiduje, że wkrótce wartość ta wzrośnie o rząd wielkości. Wówczas rzeczywiście w zakresie możliwości graficznych znajdzie się jakość znana nam dotychczas z filmów. Pojawiają się jednak nowe problemy. Podstawą działania silników graficznych gier są zasady pracy systemów czasu rzeczywistego, których podwaliny dały prace Turnera Whitteda i Davida Weimera z 1982 roku oraz Roberta L. Cooka, Lorena Carpentera i Edwina Catmulla z 1987 roku. Wprowadzały one szadery oraz rozdzielały oświetlenie, własności powierzchniowe obiektów i efekty atmosferyczne. Kolejnym istotnym krokiem było wprowadzenie map opisujących zachowanie poszczególnych parametrów szaderów w różnych punktach obiektu (map wgłębień, środowiska, przezroczystości itp.). Obecnie popularnych jest kilka języków cieniowania, m.in. Cg (NVIDIA), GLslang (OpenGL) i DirectX 9 High Level Shading Language (Microsoft). Tymczasem standardem w zakresie renderowania w przemyśle kinowym jest Renderman studia Pixar, w którym wyróżnia się zupełnie odmienne szadery niż w popularnych obecnie kartach graficznych. Zamiast pikselowych i wierzchołkowych są tu szadery związane ze źródłami światła, opisujące własności powierzchni oraz efekty objętościowe. Jednak już w 2000 roku pokazano sprzętowe wspomaganie RenderMana, wykorzystujące sprzętowe tłumaczenie jego poleceń na OpenGL. Wydaje się, że w ciągu najbliższych lat inwazja RenderMana w sektorze prostszych rozwiązań będzie miała znaczący wpływ na jakość grafiki w grach.

"Nikt nie potrzebuje procesora 5 GHz do uruchamiania Worda" - stwierdził w jednym z wywiadów Hal Barwood ze studia Finite Arts. Trójwymiarowe, interaktywne światy gier czy też szerzej rozumianej wirtualnej rzeczywistości z pewnością zadowolą się nadmiarem mocy procesora. Ponieważ jednak grafika 3D wciąż znajduje się w fazie gwałtownego rozwoju, w ciągu najbliższych lat z pewnością na ten nadmiar nie będziemy narzekać.