что такое distortion в играх

09.10.202311.10.2023 admin 0 Comments

XNA Draw: улучшаем графику игры

Все мои восемь статьей на хабре — статьи о геймдеве, большая часть из них связана с таким замечательным фреймворком, как XNA. Первым знакомством с XNA была статья о создании музыкальной игрушки, потом сложность статей нарастала, я начал писать об системах частиц, а затем о шейдерах и еще шейдерах.

В целом — на шейдерах я и хотел закончить, однако, стоить немного дополнить их, я расскажу о нескольких алгоритмах для улучшения графики в игре. Примеры улучшений:

Если интересно — под хабракат.

Введение

Затронем мы опять 2D составляющую игр и будем работать только с пиксельными шейдерами.

Эта статья будет немного отличаться от других моих, тут сразу будет идти и теория и практика, подразумевается, что вы уже читали статьи о шейдерах тут и еще тут.

Рассмотрим все эффекты, которые использовались в игре и пару эффектов, которые там отсутствовали, видео довольно старое, а игра уже потерпела качественные изменения с тех пор.

Distortion (искажение)

Самый первый эффект, который бросается в глаза — искажения:

Этот эффект не обрабатывается специальным шейдером, в целом, он такой же, какой и в статье, которую я писал ранее.

Давайте разберем тот эффект взрыва.

Тут используются следующие текстуры:

В самом верхнем левом углу — текстура дыма, дым образует «кольца» вокруг взрыва, яркую область в взрыве, которая быстро гаснет и шлейф от ракеты. Является основной текстурой этого эффекта. Используется как видимая текстура и искажающая текстура.

Далее — точка, рядом с дымом, благодаря ей — есть молнии, которые исходят из центра взрыва. Так же, используется как видимая текстура и искажающая текстура.

Ну и для дополнительной красоты — частицы от взрыва, самая большая текстура на стрипе. Но тут стоит отметить, что игрок её никогда не увидит на прямую. Она является искажающей и довольно быстро исчезает.

HUD Distortion (искажение интерфейса)

Второй эффект, который можно было заметь в ролике — искажение интерфейса.
На этот эффект меня вдохновили такие игры, как, например, Crysis 2 и Deus Ex: Human revolution. Там, при гибели — интерфейсы начинали разнообразно искажаться. Мне это показалось интересным. Так же, я еще усилил искажения интерфейса при простом попадании.

К примеру, гибель игрока:

Этот шейдер очень похож на тот, что был раньше — искажение изображения. Однако, в корню отличается от него. Искажения происходят не от карты искажений, а от математических формул, давайте рассмотрим код шейдер (шейдер максимально упрощен для понимания):

Код довольно прост, а сам по себе результат шейдера смотрится эффектно.

Static texture to dynamic texture

Создание «живых» текстур из менее живых. К примеру, мало кто заметил — мерцания далеких звезд в ролике выше. Хотя, сама текстура — является статической.

Рассмотрим этот шейдер:

Если яркость пикселя (grayscale) больше 20% — создается легкое мерцание, если больше 80% — сильное.
На картинке этого показать нельзя, все видно в ролике.

Ну и рассмотрим еще два эффекта, которых в ролике нет и реализованы они в более новых версиях.

Bloom (эффект свечения)

Эффект свечения знаком всем, так же именуется как Bloom (блюм).
Идея проста, извлекаем из изображения яркие области (введен некоторых порог), затем рисуем нашу сцену и поверх размытую сцену. Яркие области начинают светиться.

Примеры в картинках:
Яркость сцены:

Оригинальная сцена:

Готовая сцена:

Рассмотрим код шейдера, он состоит из двух частей, шейдер который извлекает яркость и шейдер который формирует финальное изображение.
Листинг шейдера, который извлекает яркость:

Листинг шейдера, который дает финальный результат:

Motion Blur (размытие в движении)

Ну и последний эффект, это размытие в движении (motion blur), в совокупности с другими эффектами — придает им «мягкость», резко двигаем мышкой и:

Реализуется он тоже, довольно просто:

Где direction_move — вектор движения.

Заключение

С помощью таких вот вещей — можно придать своей игре большую «изюминку», причем такие вещи делаются довольно просто.

На этом, я думаю, «курс» по 2D играм окончен, через некоторое время — начну писать о создании трехмерных игр.

Источник

EAX оказал значительное влияние на развитие звуковых карт, способствовал внедрению многих эффектов для создания неповторимой атмосферы. Знатоки помнят, что одной из ключевых особенностей теперь уже культового проекта Thief была не только уникальная игровая механика, но и потрясающий звук. Именно звуковое сопровождение позволяло позиционировать каждый шорох, грамотно оценивать ситуацию, с головой погружаться в мир воришки Гаррета. По меркам того времени это стало настоящим прорывом.

В современных играх звук занимает значимое место. Безусловно, приятно наблюдать на экране красивую картинку, однако немаловажную роль в создании атмосферы имеет и звук. Ведь пространство не ограничивается областью, попадающей в поле зрения протагониста. Толковая реализация позволяет услышать разницу в выстреле из разных видов вооружения, определить, находится ли враг в помещении или на открытом пространстве. В жанрах вроде ужастиков и сетевых шутеров значимость звукового ряда вовсе трудно переоценить.

Именно о трехмерном звуке, движках, производителях мы поговорим в данной обзорной статье.

3D-звук подразумевает расположение источников звука вокруг слушателя.

Схематическое изображение того, как эффекты реверберации позволяют на слух определять параметры помещения

Для усиления ощущения при восприятии звука слушателем применяются различные технологии. Именно их качественное воплощение заставляет окружающий игрока мир не просто источать яркие краски, но и превращает его в действительно трёхмерное пространство.

На сегодняшний день существует целый ряд различных звуковых API. Мы поговорим о тех, которые либо до сих пор используются, либо представляют историческую ценность.

Актуальные звуковые API

OpenAL (Open Audio Library)

Этот API использует эффекты EAX. Данный интерфейс задействован в движках id Tech 3 и 4 (DOOM 3, Enemy Territory: Quake Wars, Prey, Quake 4, Wolfenstein), некоторых играх, основанных на Unreal Engine 3, а также в ряде множества других проектов (Battlefield 2, S.T.A.L.K.E.R., F.E.A.R., FarCry, Time Shift и прочие).

Интересно, что компания Creative позволила использовать свою запатентованную технологию обработки теней студии id Software только в обмен на поддержку OpenAL в DOOM 3

OpenAL развивался исключительно программистами Creative. Полноценная реализация наиболее значимых функций и возможностей OpenAL существует только для карт Creative под Windows. Для прочих карт и ОС реализация очень упрощенная, базовая. Всё потому, что это требует наличие аппаратной поддержки, а аппаратный процессор есть только у карт Creative.

Таким образом, если игра использует OpenAL, то звучание на интегрированном звуке на звуковой карте Creative будет разительно отличаться. Разумеется, в пользу последнего. Если же у звуковой карты Creative нет аппаратного процессора, то там используется программная эмуляция до EAX 4.0, не доступная картам других производителей. Хотя данную технологию эмуляции можно лицензировать за деньги даже для интегрированного звука. В то же время EAX 5.0 без аппаратной поддержки не существует. Развитие OpenAL остановилось в 2005 году.

DirectSound

Программный интерфейс, являющийся частью DirectX. Самый старый и распространенный API. Данный API позволяет имеет слабую и ресурсоемкую программную реализацию 3D-звука, которую в играх никто не использует, но зато позволяет задействовать аппаратную реализацию имеющихся эффектов. Таким образом, звучание разных DirectSound звуковых карт отличается.

Интересно, что «аппаратные» вызовы у многих карт реализованы программно. Таким образом, интегрированный звук часто имеет «аппаратный» 3D-звук, реализованный в драйверах. Эта реализация по качеству и возможностям сильно отличается от настоящей аппаратной.

C выходом Windows Vista и значительными изменениями в её архитектуре DirectSound лишился поддержки 3D-звука. Тут возникла одна проблема: многие игры, вышедшие до релиза новой операционной системы, остались без звуковых эффектов. В 2007 году компания Creative разработала технологию Creative ALchemy для X-Fi и Audigy, перехватывающую вызовы DirectSound и транслирующие их в аналогичные команды OpenAL. Благодаря этому старые игры имеют поддержку 3D-звука и EAX в операционных системах Windows Vista и Windows 7. Кроме того компания ASUS предлагает Xonar GX2.5, также позволяющий эмулировать DirectSound в несовременных проектах. Эмуляция ASUS предсказуемо уступает из-за отсутствия аппаратных возможностей в картах этого производителя, кроме того, менее стабильно работает.

В свое время покупатели Windows Vista были сильно озадачены отсутствием 3D-звука в играх. Одна из многих причин, почему хардкорные игроки не спешили переходить на новую тогда операционную систему

Кроме звуковых API существуют ещё и звуковые движки. Это примерно как графические движки, которые отвечают за внешний вид игр. Они представляют собой высокоуровневые функции, сильно упрощающие жизнь программистам. На низком уровне звуковые движки используют базовые функции DirectSound или какого-то другого API по выводу звука.

Наиболее популярные звуковые движки

Ещё семь лет назад FMOD считался «молодым и перспективным», а сейчас активно набирает обороты. Одной из особенностей является мультиплаформерность (поддержка Xbox 360, Playstation 3 и Nintendo Wii) и возможность работать с различными форматами на разных платформах. Уже вышло немало проектов использующих FMOD, в том числе такие хиты как World of Warcraft, Bioshock 1 и 2, Starcraft 2: Wings of Liberty, Mafia 2 и прочие. Также заявлены Crysis 2, Deus Ex: Human Revolution, The Witcher 2: Assassins of Kings.

MilesSS

EAX (Environmental Audio Extensions)

Наконец, остановимся на системе EAX (Environmental Audio Extensions). Сейчас разработчикам доступна EAX 5.0, поддерживающая многие возможности. В частности, именно эта система есть в самом распространённом на сегодняшний день движке Unreal Engine 3. Помимо этого EAX разных версий можно встретить во множестве игр. Грамотное использование потенциала этой технологии позволяет создавать потрясающие звуковые эффекты.

Именно EAX оказал значительное влияние на развитие звуковых карт, способствовал внедрению многих эффектов для создания неповторимой атмосферы. Знатоки помнят, что одной из ключевых особенностей теперь уже культового проекта Thief была не только уникальная игровая механика, но и потрясающий звук. Именно звуковое сопровождение позволяло позиционировать каждый шорох, грамотно оценивать ситуацию, с головой погружаться в мир воришки Гаррета. По меркам того времени это стало настоящим прорывом. Thief: The Dark Project стал одной из первых игр, показавших, что у 3D-звука и технологии EAX есть будущее.

Благодаря технологичному звуку Thief обладал потрясающей атмосферой и был одним их главных поводов покупки звуковых карт Creative