V nadchádzajúcom článku sa budeme špeciálne venovať zaujímavej téme, a tou sú 3D modely. Ide o odvetvie, ktoré sa vyvíja míľovými krokmi a kým sme pred dvadsiatimi rokmi fičali na tamagoči, tak dnes sú tie najlepšie hry ako vystrihnuté z reality. 

Efektivitou preráža strop. NASA postavila revolučný motor

Video: Umelá inteligencia prvýkrát bojovala s ľudským pilotom, takto dopadla

Mala odísť do dôchodku, USA však do nej nalejú miliardy. Kvôli tomuto chcú zachovať legendárnu stíhačku F-22

Ako sa postupne zvyšuje výkon hardvérových komponentov v konzolách a počítačoch, tak sa zlepšuje aj ich grafická stránka. Herné štúdiá míňajú milióny dolárov za ich vývoj a my sme svedkami neuveriteľne prepracovaných titulov, pri ktorých je niekedy ťažké určiť, či ide o skutočné zábery, alebo sú vytvorené pomocou softvéru.

V nasledujúcom článku začneme úplne od začiatku, kde si popíšeme jednotlivé obdobia hernej tvorby a čo pre ne bolo typické. Potom sa plynulo vnoríme do samotného vytvárania grafických modelov a rozlúštime otázku, prečo stále hry nedosahujú kvalít animovaných filmov či tých, ktoré využívajú prepracované CGI efekty.

Od textu až po virtuálnu realitu

Začiatok hernej tvorby siaha ďaleko do minulého storočia, prevažne do 70. rokov, kedy sa na trhu začali objavovať hry (spravidla príbehové), ktoré však boli v textovej podobe a fungovali v rôznych termináloch. Dej hry, prostredie, postavy a všetko okolo toho bolo len vo forme textu a rovnako tak aj interakcia hráča s hrou fungovala textovou formou.

Pre viacerých z nás sú už známejšie hry vytvorené na základe dvojrozmernej grafiky (2D). Tie možno rozdeliť na dve základné skupiny, a to s pohľadom zhora a tie s bočným posúvaním. V prvom prípade je uhol kamery z vtáčej perspektívy. Typickí zástupcovia v tejto oblasti sú SimCity či prvé diely GTA. V druhom prípade je pohľad zvyčajne posúvaný len doprava alebo doľava. Skvelým príkladom takejto hry je Super Mario.

Pokrokom od 2D však ešte stále nebolo 3D. Hardvér počítačov by to jednoducho nezvládol. Akýmsi kompromisom bolo využívanie 2.5D (neformálny názov), čo bola snaha vývojárov priniesť falošnú trojrozmernosť. Spojením viacerých projekcií do jednej sa dosiahla ilúzia 3D, aj keď to v skutočnosti 3D nebolo. Príkladom je Sims či Diablo.

Príchodom 3D grafiky sa tvorcom hier podarilo vernejšie opísať realitu. Do popredia sa dostali FPS hry, teda hry hrané z pohľadu prvej osoby. Medzi známe žánre patria letecké či pretekárske simulátory, ale aj strielačky typu Counter-Strike. Výhodou je, že sa nevyžadujú náročné animácie a textúry avatara hráča. Druhou variantou je pohľad z tretej osoby, kedy je kamera trochu vzdialená od postavy hráča.

Nenechaj si ujsť
Najpredávanejšie hry všetkých čias: Víťazom je legenda, ktorú pozná každý na svete

3D modelovanie sa využíva dodnes a ešte dlho bude. Postupne však prichádzali rôzne vylepšenia a dnes je veľmi populárna napríklad virtuálna či rozšírená realita, ktorá používateľovi prináša úplne nový zážitok nielen pri hraní hier. Dnes už je k dispozícii množstvo rôznorodého obsahu a napríklad vďaka rozšírenej realite si môžeš názorne zariadiť domácnosť nábytkom z IKEA len vďaka smartfónu s príslušnou aplikáciou.

Computer-generated imagery (CGI)

Výskum 3D grafiky siaha do 60. rokov minulého storočia, predovšetkým na území USA. Medzi priekopníkov patria pracovníci Univerzity v Utahu, ktorí ešte v roku 1968 založili projekt pre rozvoj počítačovej grafiky. Počítače pritom v tom čase ani zďaleka neboli také rozšírené, ako sú dnes. V priebehu niekoľkých rokov sa im podarilo definovať základné pojmy ako renderovanie, mapovanie textúr či tieňovanie telies.

Tieto pojmy patria aj dnes medzi tie najzákladnejšie a zároveň aj najdôležitejšie v celom modelovaní. No až v roku 1995 vznikol vôbec prvý celovečerný film v 3D (generovaný počítačom) a stal sa ním slávny animovaný film Toy Story od štúdia Pixar. Prvé CGI prvky však boli použité už v roku 1976 vo filme Futureworld.

Počítačová hra vs. animovaný film

Základ každého objektu v počítačovej grafike tvorí polygón. Medzi najčastejšie útvary patrí trojuholník a štvorec. Čím má model takýchto polygónov viac, tým je výsledok kvalitnejší, detailnejší a vernejší. Zároveň je však náročnejší na renderovanie a samotný výkon. A tu nastáva problém. V prípade počítačových hier ide o tzv. „real-time rendering“, nakoľko sú interaktívne a hráč priamo zasahuje a ovplyvňuje to, čo sa deje.

Vykresľovanie musí prebiehať v reálnom čase, rádovo stotiny sekundy na jednu snímku. Modely preto nemôžu byť veľmi náročné a detailné, aby ich aj hardvér starších počítačov dokázal vykresľovať v dostatočne rýchlom čase a nedošlo k rapídnemu prepadu snímok za sekundu (FPS). Pre plynulé hranie je najnižšia hranica 30 fps,  no čím je hodnota vyššia, tým je celý zážitok z hrania lepší.

Úplne opačným prípadom sú však filmy s CGI prvkami či animované filmy. Vykresľovanie trvá niekoľko hodín či dokonca dní, a preto si tvorcovia môžu dovoliť detailné modely a textúry, nech sú akokoľvek náročné. Výsledok pritom používateľ už žiadnym spôsobom neovplyvní, pretože je len divákom a sleduje vopred určený sled udalostí.

Len pre porovnanie, scény vo filme Avatar boli vytvorené až z piatich miliárd polygónov a na ich renderovanie bolo využitých 4 352 prístrojov, 34 816 jadier procesorov a 104 TB RAM. Ide o neporovnateľne väčší výkon než ten, ktorý máme v osobných počítačoch.

Taký CJ z hry GTA San Andreas bol vytvorený približne len 2 000 polygónmi. Každý rok sa ale zvyšuje výkon komponentov do počítača a zlepšuje sa optimalizácia hier a engine. Dáva to tak priestor pre vývojárov, ktorí prinášajú stále viac a viac dychberúcu grafiku.

Celá problematika je, samozrejme, oveľa obšírnejšia a tvorba objektu sa netočí len okolo polygónov. Ide len o základný prostriedok k tomu, aby mohol vzniknúť požadovaný model. Minimálne sme ti však objasnili niektoré základné pojmy a teraz už vieš, prečo aj niektoré staršie filmy majú oveľa lepšiu grafiku, než tie najlepšie hry. V prípade filmov je v podstate jedinou prekážkou rozpočet.