3D Enginy ve hrách, díl první

3D Engine je pojem, ktory nemusím bližšie vysvetlovať, usídlil sa v naších končinách, keď sa medzi nami „gejmermi“ rozšírila hra DOOM. V časopisoch, na internetových stránkach či v televíznych reláciach zameraných na herný priemysel je to slovo „omieľané“ stále dokola... Uvažoval vôbec niekto nad tým, čo to vôbec je – 3D Engine?
3D Enginy ve hrách, díl první
3D Engine je pojem, ktory nemusím bližšie vysvetlovať, usídlil sa v naších končinách, keď sa medzi nami „gejmermi“ rozšírila hra DOOM. V časopisoch, na internetových stránkach či v televíznych reláciach zameraných na herný priemysel je to slovo „omieľané“ stále dokola... Uvažoval vôbec niekto nad tým, čo to vôbec je – 3D Engine?

Už názov hovorí sám za seba, že pôjde o trojromerný priestor, ktorý hráčsku verejnosť obohatil o „takmer realitu“. Nebudeme sa baviť o hrách ako takých, zoberieme to zo strany samotných 3D enginov. Začneme po poriadku....

Začiatky sú ťažké...
3D engine – je vlastne iba časťou nejakého celého programu. Napríklad taký Soldier of Fortune obsahuje niekoľko druhov enginov. Úlohou 3D engine sú iba výpočty, rýchle spracovanie vlastného datového formátu, menežovanie textúr a vyhradzovanie pamäte. Do 3D enginu sa zaraďuje aj modul častíc (lietajúca krv, všakovaké výbuchy apod.), fyzikálny modul (simulácia gravitácie, hompáľanie lana) a mnoho ďaľších záležitostí.

3D engine ako pojem sa vyvíjal dlhú dobu. S prvým 3D sme sa mohli strenúť u starých hier, ako bola ELITE, ale silnejší vplyv mala demoscéna. Celkom dobrý nápad dostal svojho času Chris Roberts, ktorý vymyslel hru Wing Commander. Z globálneho hľadiska to bola tá istá technika, ako u Wolfenstein3D, len ináč poňatá. Každý sa snažil vytvoriť svoj engine čo najlepší, čím viac geometrie, tým viac plôch a čím viac plôch, tým pomalšie to bude fungovať – bolo treba použiť vhodný model pre optimalizáciu priestoru.

Prvá technológia, ktorá sa objavila a „trhla“ svetom, je jednoduché 3D s optimalizáciou BSP (Binary Space Partitioning), ktorého vývojom sa zaoberalo niekoľko ľudí i nezávisle po všakovakých univerzitách po celej Amerike. Spočíval v delení priestoru nekonečnou plochou – Hyperplochou; vzniknuté plochy po delení rozdeľovali a ukladali do stromovej štruktúry, čo potom umožňuje zobraziť len ten počet viditeľných plôch, ktoré sa reálne v blízkosti nachádzaju. Pre kompletný efekt sa pri prehľadavaní stromu používa jednoduchý rekurzívny algoritmus a pri kreslení metóda Z-buffer a tzv. Maliarov algoritmus. Jedného dňa sa istý matematik Michael Abrash rozhodol aplikovať tento model na optimalizaciu priestoru v hre – DOOM, potom nasledovali vylepšené verzie, ako sú použité v hrách QUAKE I,II,III. Pri posledných dvoch tituloch už Michael Abrash už s ID Software nespolupracoval a odišiel myslím do Microsoftu. Bližšie o rôznych technológiach môžem napísať len v prípade väčšieho záujmu, nemá zmysel zbytočne sofistikovať tento článok.

Všetko, čo nasledovalo po Doom a Doom][, boli lepšie či horšie klony. Čím sa líšili, spracovaním 3D to určite nebolo. Väčšina noviniek v ďaľších 3D hrách bolo použitie všakovakých free-lookov a prečo to nebolo použité už v DOOM-e? To nik presne nevie, hádam sa treba opýtať Johna Carmacka. Medzitým sa prehnal uragán Windows95 s technológiou DirectX. Prečo by programátori mali programovať celý grafický systém odznova, keď kopu vecí vyrieši DirectX. Programovanie 3D enginov sa obmedzilo na definovanie prachsprostych algoritmov, ktoré riadili výpočty o kreslenie sa postaral DirectX. Priplichtili sa aj take API ako GLiDE a OpenGL. Ktorý z nich je najlepší? O nich asi neskôr.

The Best of
Ktoré 3D enginy sú najlepšie? Momentálne najpoužívanejšie komerčné 3D enginy v hrách sú Unreal, Quake III a LithTech. Posledné hry, ktoré boli vytvorené na týchto technológiach, sú hry DeusEx (Unreal), Heavy Metal: F.A.K.K. 2 (Quake III), Kiss: Psycho Circus (LithTech). Zvláštnou skupinou sú enginy, ktoré „ohurujú“, ale momentálne niesú určené na licencovanie, napr. hry MDK 2 (skvelá ukážka používania Vertex Shading), rôzne vojenské takticko-strategické hry (Rainbow Six, SpecOps), Halo (takto sa správa OpenGL v rukách špičkových vývojarov).

Voxelové enginy majú svoj zmysel, ale sú náročne na konfiguráciu počítača, viď hru Delta Force 2, alebo ďaľšie celkom úspešné projekty firmy Novalogic, tí sa doslova „obuli“ do vývoja Voxelového enginu, a verte, že keby sa im to neoplácalo, vykašľali by sa na to už dávno. A nemôžem sa nevyjadriť i k 3D enginu tak známej série, akou je hier Tomb Raider o designe týchto hier sa budeme baviť neskôr. Čo do 3D enginov, pozrieme sa bližšie na zúbky každému už spomenutému enginu.

Unreal – www.unreal.com

Unreal je ako 3D engine postavený čiste na softwareovom renderingu, to znamená, že jeho rýchlosť a charakteristická schopnosť renderovať prekrásne scény, o ktorých sme sa už presvedčili, sú dané programátormi. Jeho vývoj trval bezmála 6 rokov a ešte stále sa na ňom pracujú nielen samotní pôvodní vývojari, ale aj ďaľšie týmy, ktoré ho licencovali. Ináč pre zaujímavosť, ak chcete urobiť nejakú hru, vizuálne špičkovú, není problém si Unreal licencovať za 500.000 “babiek”, samozrejme dolárov.

Celkovo Unreal engine pôsobí veľmi dobre, je dostatočne rýchly v pomere textúry/veľkosť priestoru/počet svetiel. Veľa vecí si generuje v reálnom čase, čo je vidieť i na tom, že súbor obsahujúci údaje o levele je kedykoľvek modifikovateľný.

Jeho nevýhodou je zle naprogramovaná podpora grafických API a podpora ďaľších neštandartných grafických API. Z mojej skúsenosti – musel som prekombinovať mnoho jednotlivývh častí ovládačov ku karte Voodoo Banshee, aby som dosiahol dobrého a kvalitného výkonu. Veľmi dobre si vedie softwareový mód, a dosť zle je ošetrené OpenGL, s tým som sa stretol u hry The Wheel of Time (TWT).

Atmosféru, ktorú dokáže tento engine navodiť, je relatívna. Spracovanie hry Unreal Tournament je na veľmi dobrej úrovni, čo do rýchlosti tak do kvality vizualizácie, ale tento pocit hráč stráca v prvej časti hry TWT. Interierové scény sú veľmi dobre zvládnuté, ale celé to zachránili ľudia, ktorí sa podieľali na tvorbe textúr.

Quake III – www.q3arena.com

Quakeovské enginy sú od začiatku veľmi dobre stavané na vizualizáciu 3D v reálnom čase. Pomerne detailné scény, nasvietenie scén a pod. Keďže vývojari z ID Software viac pracovali na iných platformách, zasiahlo to do vývoja enginu, kde bola potreba využiť grafické API používané na viacerých platformách – odpoveďou bolo OpenGL. Quake III sa nenechal zahanbiť a i napriek tomu, že posledné hry na báze tohoto enginu vyžadujú silnejší hardware, hovorím – oplatí sa vraziť nejaké tie prašule do “železa”. Výsledok vážne nemá chybu.

Formát Quake III enginu je strašne kompaktný, neumožňuje modifikáciu dát, je tzv. kompilovaný čo sa niekedy odrazí na rýchlosti. Veľa geometrických údajov si engine dopočíta priamo pri načítani, preto pri každej zmene rozlíšenia alebo typu grafického rozhranie si engine reloadne všetkú geometriu prípadne aj textúry. Výhodou celého Quake enginu je podpora OpenGL, a tak použitie grafickej karty od nVidie len vylepší celkový image enginu – to Unrealu chyba. Quake engine dokaže prostrediu navodiť potrebnú atmosféru, či už to bola hra Quake III alebo Heavy Metal: FAKK2.

Cena tohoto enginu mi není známa, ale tvorcovia sú otvorený obchodnej dohode, ktorá hovorí o podiele zo zisku z predaja hry.

LithTech – www.lithtech.com

Ako názov vám možno nepripadá dosť známy, ale spomeniem pár titulov, ktoré vám už ako neznáme nebudú pripadať: Blood2, Shogo, posledne je to Kiss:Psycho Circus alebo chystaná bondovská novinka “No One Lives Forever”. Firma Monolith, ktorá sa zaoberala vývojom LithTech už od svojho vzniku, bola vo svojich začiatkoch v tesnom spojení s Microsoftom, čo predurčilo vývojarov používať grafické API tak známe z Windows – DirectX. To, čo teraz napíšem, je pravda a viac než pravda a večná pravda. LithTech je jediný 3D engine, ktorý v plnom rozsahu využíva schopnosti DirectX, je dynamický, pomerne jednoduchý z hľadiska užívateľa (gejmera, drtiča, gamesníka). Každá iná hra využívajúca DirectX je z hľadiska tejto technológie SHIT, ale I tu sú výnimky.

LithTech engine není schopný sám o sebe navodiť potrebnú atmosféru prostredia, a tak čo sa toho týka, nerobte enginy typu LithTech. I keď je pravda, že prechádza zmenami pod názvom LithTech 2.0, ale k čomu sa dopracujú ukáže iba čas. Možno mu pomôže i asociácia firmy Monolith z RealNetworks www.real.com.

A čo stojí takáto “sranda”? Rovných 250,000 dolárov…

Není Engine ako Engine
Pozor!!! Není engine ako engine, každý má svoju podstatu a nedajú sa porovnávať. Svoje opodstatnenie majú 3d engine pre letecké simulátory, inak je to pre strategické hry a iné opodstatnenie majú 3d enginy pre akčné hry a “fragovačky”. Pri ich vývoji sa prihliada na rýchlosť, vizuálnosť priestoru, detail textúr a 3d modelov.

V dnešnej časti som spomenul, len tie najkomerčnejšie používané enginy vo svete. V ďaľšej časti sa budem venovať enginom, ktoré sú odlišné – sú lepšie, horšie, rýchlejšie i pomalšie, majú svoje opodstatnenie, ale i enginy, ktoré sú doslova “zvorané”. Pár slovami priblížim i menej známe komerčné enginy, ako napríklad Surrender3D. Tak to je na dnes a do najbližšieho článku všetko…

NEJČTENĚJŠÍ ČLÁNKY

Vybrali jsme nejlepší PC hry pod stromeček

Vybrali jsme nejlepší PC hry pod strom…

Toto je deset her, které byste rozhodně neměli při hraní na počítači vynechat.

18.  11.  2017 | | 12 N/A
Need for Speed Payback: nedostatečně rychle a zběsile (recenze)

Need for Speed Payback: nedostatečně r…

Po menší přestávce jsme se konečně dočkali dalšího dílu série Need for Speed. Prospěla závodům pauza stejně, jako novému asasínovi? To se dozvíte z naší recenze.

12.  11.  2017 | | 17 N/A
Na PS Store startuje nová akce, najdete tam spoustu her pod tři stovky

Na PS Store startuje nová akce, najdet…

Chcete si doplnit svou digitální knihovničku konzole Playstation o pár parádních pecek? V obchodě máte skvělou akci.

16.  11.  2017 | | 4 N/A
Testovali jsme Xbox One X: jde o nejvýkonnější konzoli na trhu?

Testovali jsme Xbox One X: jde o nejvý…

Tak je to konečně tady. Vyšel Xbox One X, nejvýkonnější konzole na trhu a dlouho opěvovaný klenot Microsoftu. Je to opravdu dobrá herní mašina nebo přeceněný favorit?

17.  11.  2017 | | 16 N/A
Fanoušci přinutili EA ke změně, Star Wars Battlefront 2 bude lepší

Fanoušci přinutili EA ke změně, Star W…

Velká vlna nevole od fanoušků Battlefrontu podle všeho padla na úrodnou půdu. EA chystá změny.

18.  11.  2017 | | 2 N/A
Microsoft rozjíždí časově omezenou nabídku bundlů konzole Xbox One S

Microsoft rozjíždí časově omezenou nab…

Slevová mánie začíná.

12.  11.  2017 |
Harry Potter se vrací, tentokrát s příchutí Pokémon GO

Harry Potter se vrací, tentokrát s pří…

Černá magie společně s Voldemortem se vrací na scénu.

10.  11.  2017 |
Vyzkoušeli jsme 4K jízdu v akci Destiny 2, donutí vás běžet pro PC verzi

Vyzkoušeli jsme 4K jízdu v akci Destin…

Že už vlastníte Destiny 2 na konzoli? Vydali jsme se do space opery Bungie i na PC platformě, a musíme uznat, že to opravdu stojí za to!

10.  11.  2017 | | 10 N/A