В статье представлены основополагающее вопросы применения облачных технологий на примере симулятора Microsoft Flight Simulator, необходимый бюджет для реализации небольших проектов с использованием облачных технологий, реализация облачных вычислений на примере создание 3D-сцены на основе фотографий. Рассматривается влияние применения облачных технологий в играх, примеры реализации, а также анализ их дальнейшего развития в различных сферах.
В настоящее время идет активный поиск технологий и решений, обеспечивающих «реализм» в играх. Одним из таких решений можно назвать развитие симулятора Microsoft Flight Simulator (MFS), которое, по мнению экспертов, является технологической революцией, заключающейся в том, что впервые в мире было показано, на что способны облачные технологии. В MFS максимально детализированно изображена целая планета — 3 тыс. терабайт одних только геоданных, что позволяет игроку, который оказывается в игре, посмотреть на свой город и там отыскать свою улицу и дом. И, что характерно, он их находит. Но многих достопримечательностей в игре нет. Например, нет Красной площади, осталась только тень от храма Василия Блаженного, но шанс найти хрущевку в самой глухой провинции — почти 100%. Не всегда всё будет соответствовать реальности, но найти свой дом в симуляторе — вполне возможно.
Всё дело в системе автоматической генерации карт. Уникальные объекты она не распознаёт, поэтому статуя «Родинамать зовёт!» здесь превращается в небоскреб, а римский Колизей становится жуткой круглой тюрьмой без окон. Зато обычные многоэтажные здания система воспроизводит просто отлично, какой бы формы они не были.
Например, превращенный в частный отель списанный самолет система распознала как обычный дом, имеющий форму самолета. То же самое произошло с экспонатами Музея русской авиации (Центральный музей ВВС) в Монино. Кроме того, разработчики реализовали в симуляторе множество всяких событий: можно отмотать время и полюбоваться на произошедшее недавно солнечное затмение или посмотреть, какая сейчас погода на другом конце земли, — при этом данные по ветру, облачности и осадкам собираются симулятором, анализируются и отображаются в игре в реальном времени. Скажем, прочитав в новостях, что гдето начался ураган, вы можете слетать туда в симуляторе и посмотреть, как он выглядит. На рис. 1 и 2 показан суперураган 4й категории Лаура, который обрушился на восточное побережье США в конце августа 2020 года.
Рис. 1. Суперураган в симуляторе, вид из кабины пилота
Рис. 2. Суперураган в симуляторе, вид от третьего лица
В целом генератор ландшафта в симуляторе работает на высоком уровне, поскольку его создатели понастоящему увлечены тем, что пытаются воплотить в симуляторе копии реальных снимков. Порой у них получается на удивление реалистично. На рис. 3 представлены знаменитые фотообои, которые были использованы как стандартный рабочий стол для операционной системы windows xp. И оказалось, что с тех пор там разбили виноградники, так что красивой зеленой травы, увы, не осталось.
Рис. 3. Сравнение фотографии рабочего стола для операционной системы Windows XP и фото того же самого места, помещенного в симуляторе MFS
Сами по себе это всего лишь бездушные объекты, но в симуляторе их используют для того, чтобы создавать истории и вызывать эмоции. Пользователь, имея цель, получает бесконечный простор для исследования, что и способен реализовать симулятор высокого класса.
В MFS нет сюжета исследования — это очень сложный и нишевый проект, но благодаря одной уникальной технологии он превратился в весьма популярный хит, способный увлечь даже людей, не интересующихся пилотированием самолетов. Разработчики этого проекта наглядно показали на своем детище, что процедурная генерация может использоваться не только в индииграх, чтобы сэкономить на создании различных игровых предметов и ландшафтов, но будет одним из концептуальных основ симуляторов в ближайшем будущем.
Сейчас в большинстве симуляторов с открытым миром размер игровых локаций, по сравнению с MFS, становится несоизмеримо меньше, так как лучше становится графика. Это объясняется повышением качества объектов на ней, потому что создание каждого квадратного километра начинает обходиться все дороже и дороже. Есть всего два пути решения указанной проблемы. Переложить задачу создания локаций или на компьютеры, потому что они быстрые, или на игроков, потому что их много. При этом уже сейчас в симуляторах самим игрокам дается возможность воздвигать дома, изменять ландшафт и прочее.
Возникает вопрос, а где хранить созданные миры? Microsoft для данного проекта приходится содержать 3 тыс. терабайт данных, раздавая их всем по первому требованию. Хотя обычный винчестер у пользователя — это 0,52 терабайта. Microsoft может позволить себе содержать такие серверы, так как компания не только очень богата, но еще и одна из крупнейших компаний на рынке облачных сервисов — с ней могут соперничать только Google и Amazon, так что серверов у нее в избытке.
А вот как быть простым разработчикам, могут ли они в принципе использовать такие технологии, и сколько вообще это стоит? Сама Microsoft, понятное дело, ничего не рассказывает, но это и не нужно. Потому что еще пару лет назад русский программист Роман Шувалов выпустил свой проект Generation streets. Он делает то же самое, что и MFS, — сгенерировал локацию в целую планету, на которой можно найти собственную улицу или дом. Конечно, разработчику не хватало спутниковых снимков, которые обрабатывались бы с помощью искусственного интеллекта, и ему не помогала команда художников и 3Dдизайнеров. Но в целом технологии были те же. Ему точно так же пришлось запустить сервер, чтобы игра брала с него данные по ландшафту и строениям, и это удовольствие обходилось ему в 6 евро в месяц. Хотя ему и не нужно хранить постоянно 3 тыс. терабайт, но в целом это не какаято секретная технология, доступная лишь Microsoft, а вполне обычная вещь, которую могут использовать даже нишевые разработчики.
Тем не менее на данный момент студиям проще и выгодней записывать всё на жесткие диски игроков, но размеры клиентов уже начали переваливать за отметку в 200 Гбайт. Прямо сейчас та же Microsoft начинает предлагать альтернативу в виде оперативной подгрузки нужных файлов прямо из Интернета. Например, если пользователь давно не пользовался программой, то часть проекта удаляется, а при первом требовании быстро подгружается.
Генерация локаций — это хорошо, экономия места тоже, но что там с улучшением картинки, когда уже нагрянет обещанная революция? И вот тут самое время рассказать про китайский проект black myth wu kong. Многие видели игровой процесс и задались вопросом — это и есть следующее поколения уровня графики в играх? Локации линейны и небольшие модели вполне себе обычные, освещение очень качественное. Взаимодействие с окружением минимальное, уровень интерактивности довольно низкий. Сейчас все стремятся к фотореалистичной картинке, но, возможно, наступит время, когда фотореалистичная графика станет самой простой и дешевой, а мультипликационный стиль графики будет самым сложным и дорогим. А всё потому, что технологии фотограмметрии развиваются не по дням, а по часам. Однако фотограмметрия работает только с небольшими объектами и нужно специальное оборудование, чтобы всё получилось качественно. Тем не менее Intel создает инструмент, способный делать копии реальной местности всем, у кого в руках есть фотоаппарат. Раньше такое уже попытались сделать, но трехмерные сцены получались просто ужасного качества со сплошными артефактами. Специалисты Intel нашли решение: они сперва создают грубую трехмерную сцену, далее происходит заливка цветом и на основе нейросетей создается качественная 3Dмодель, расставляются тени, блики и множество мелких деталей. Поэтапно эти процессы представлены на рис. 4.
Рис. 4. Этапы создания 3D-модели на основе фотографий
А затем 3Dмодель обрабатывают с помощью нейронной сети. Разработчики считают, что подобные технологии позволят создавать симуляторы, неотличимые от реальности, потому что в них графика будет трехмерным вариантом фотографии. Команда разработчиков уверяет, что когданибудь они смогут обучить систему работать даже с подвижными объектами. Просто представьте себе: сейчас движения, модели и текстуры записывают отдельно, но все идет к тому, что всё это можно будет делать одновременно, целиком перенося в симулятор виртуального двойника актера.
Фотореализм постепенно перестает быть недосягаемой вершиной. Уже виден путь к нему, появляются первые инструменты для его достижения, поэтому о перспективах развития графики можно не беспокоиться. Кроме того, понятен способ решения проблемы бюджетов автоматизации процесса разработки и машинной генерации контента. В целом, индустрия готова к новому скачку, такому же, который начался с выхода игры Doom в 1993 году и продолжался около 10 лет. Но вот конкретное время, когда случится этот скачок, пока сложно назвать…
Список используемых источников:
- Что такое облачные вычисления? Все, что нужно знать о данной технологии // URL: https://tempting.pro/chto_takoe_oblachnye_vychisleniyaask_vse_chto_nugno_znat_o_dannoi_tehnologii/ (дата обращения 04.02.2022).
- Microsoft представила облачный сервис Windows 365// URL: https://habr.com/ru/news/t/567770/ (дата обращения 05.02.2022).
- Что такое облачные технологии и зачем они нужны // URL: https://sonikelf.ru/oblachnyetexnologiidlyazemnyxpolzovatelej/ (дата обращения 02.02.2022).
- Microsoft Flight Simulator // URL: https://www.microsoft.com/rukz/p/microsoftflightsimulator/9nrrjllxm68v (дата обращения 03.02.2022).
- История Microsoft Flight Simulator // URL: https://itc.ua/articles/microsoftflightsimulatorneboetosvoboda/ (дата обращения 01.02.2022).
