Разработка персонажей для компьютерной игры

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Невероятно быстрое развитие информационных технологий в нашей стране, дает скачек для развития других отраслей в сфере мультимедиа. Одна из таких отраслей - это компьютерные игры или по другому видеоигры. Для развития этой молодой отрасли в нашем государстве, было принято ряд указов и постановлений президента. Постановление Президента Республики Узбекистан, о мерах по дальнейшему усилению стимулирования отечественных разработчиков программного обеспечения, город Ташкент, 20 сентября 2013 года.

Компьютерные игры - феномен современной культуры, который приобрёл в последние десятилетия исключительную популярность. Компьютерные игры предназначены не только для удовольствия, они могут также учить нас ясно думать и быстро принимать решения. Есть много видов доступных компьютерных игр, например, азартные игры, фантастические или военные игры. В год выпускается сотни новых игр от разных разработчиков. Проводятся различные соревнования по самым популярным видам игр. Наиболее опытные игроки нашли себе работу в данной сфере и зарабатывают на жизнь своим увлечением. Но несмотря на своё широкое распространение игры ещё не получили научную и философскую разработку, анализ и определение места в системе информационной культуры. Одной из проблем является уже само определение феномена компьютерных игр. Исследования компьютерных игр в современных социальных и гуманитарных науках - еще сравнительно новое направление. Редкие исследователи обращаются к истории развития этой категории игр. Компьютерные игры стали сильным инструментом объединения молодёжи, также они могут выступать в роли компенсации эмоций. Их можно назвать искусством ведь они содержат в себе: музыку, литературу, архитектуру. Искусство - это умение, мастерство, искусность, поэтому оно неизбежно связано с понятием ценности, а также, как правило, с понятиями красоты, вдохновенности созданного. Через творчество человек может найти выражение, своей души, естества или своего существования. Содержание видеоигр связано с определёнными мировоззренческими, национальными и эстетическими идеалами, а также с личностью создателя. Но в основном видеоигры стали основой для коммерческих целей, порождая всё больше массовых продуктов.

Целью данной выпускной квалификационной работы является создание одной из основных составляющих видео игры, персонажей, а именно с помощью специальных программных и аппаратных средств персонального компьютера.

Для достижения поставленной цели были реализованы следующие задачи:

· Изучение истории видеоигр;

· Изучения процесса создания видеоигр;

· Изучение современных программных и аппаратных средств ПК для создание персонажей видеоигр;

· Создание идеи и концепт-арта персонажей видеоигр;

· Создание трехмерной модели персонажей;

· Анимация.

1. История компьютерных игр и персонажей

Сколько существует человечество, столько существуют всевозможные игры. Еще древние люди на досуге занимали себя при помощи различных предметов. Это могли быть обрывки ткани, красивые камушки, вычурно изогнутые веточки и коряги. Каждое время имело свои игрушки и с ростом и развитием техники и технологий развивались и усовершенствовались различные игры и игрушки. Естественно, что бум этого производства пришелся на бум технологического прогресса, а именно на середину XX столетия.

Совершенно естественно, что с разработкой первых компьютеров были созданы и первые забавы, с которыми можно было скоротать время у самой умной машины в мире. Как говориться, не главное во что играть, главное, что есть возможность немного поразвлечься.

1.1 История индустрии видеоигр. 1970-1977: Первые аркадные автоматы и консоли

Первый в мире аркадный игровой автомат Galaxy Game был установлен в Стэнфордском университете в сентябре 1971 года, рис. 1.1.

Рис. 1.1. Аркадные игровые автоматы Galaxy Game

Основой для него стал PDP-11 с предустановленной игрой Spacewar! Стоимость аппаратной части составила $20.000, что в переводе на нынешний курс равносильно $115.000. Поиграть можно было за 10 центов, но несмотря на высокую популярность игры, об окупаемости можно было только мечтать.

Год 1972. Нолан Бушнелл и Тед Дебни основали компанию Atari. Команда дебютировала с проектом Pong (эмулятор настольного тенниса), рис. 1.2.

Рис. 1.2. Аркадный игровой автомат игры Pong

Всего было продано 19000 автоматов, игра стала хитом и источником для множества компаний подражателей.

В 1975 году Томохиро Нишикадо разрабатывает автомат Western Gun, который в Японии выпускает компания Taito, рис. 1.3.

Рис. 1.3. Обложка игры Western Gun

Игра представляет собой полный насилия вестерн для двоих игроков. Игра быстро набирает популярность и американская фирма Midway, адаптировав игру под новый микропроцессор Intel 8080, выпускает ее на мировой рынок под брендом Gun Fight, рис. 1.4.

Рис. 1.4. Обложка игры Gun Fight

Воодушевленный успехом Томохиро Нишикадо начинает работу над игрой, которая откроет Золотую эпоху видеоигр - Space Invaders.

Год 1972, уже знакомый нам Ральф Баер совместно с американской фирмой Magnavox выпускают консоль Odyssey Magnavox. рис. 1.5.

В 1973 году Баер предлагает добавить в консоль поддержку звука, но компания производитель придерживается мнения, что звук в играх не нужен.

Рис. 1.5 Игровая приставка Odyssey Magnavox

Реализация откладывается. В комплекте с приставкой поставляются полупрозрачные накладки на экран, которые используются для имитации игрового поля настольных игр и записи необходимых числовых значений. Ральф, опережая время, предлагает использовать для этих целей электронные системы и экран телевизора, но в очередной раз получает отказ от Magnavox.

Всего для консоли была выпущена 31 игра. Приставка стала хитом продаж. За первый год было продано 100 тыс. экземпляров, но, благодаря использованию телевизионной рекламы, объемы продаж достигали 2 млн. в следующих годах. Это был первый коммерчески успешный продукт за 20 лет существования видеоигр. Предчувствуя мощный рост, на игровой рынок устремляются множество фирм производителей. И только Ральф Баер никуда не спешил, он уже сотворил историю, рис. 1.6.

Рис. 1.6. Ральф Баер «Отец видеоигр»

1.2 История индустрии видеоигр. 1970-1977: ЭВМ

В начале семидесятых игры для ЭВМ разрабатываются энтузиастами студентами. Точной информации о количестве выпущенных в этот период игр нет, так как процесс этот представлял из себя сомнительное незаконное использование очень дорогих вычислительных ресурсов.

Год 1971. Дон Даглоу написал симулятор бейсбола для PDP-10 в колледже Помона. Точной информации об игре мало, известно лишь, что в 1987 году Даглоу доработает свой проект и совместно с Electronic Arts выпустит Earl Weaver Baseball, рис. 1.7.

Рис. 1.7. Игра симулятор бейсбола Earl Weaver Baseball

Также, в 1971 году стартует эпоха Star Trek в игровой сфере, рис. 1.8. Игровую вселенную в разное время разрабатывали Дон Даглоу и Майк Майфилд. Это будут одни из первых проектов, которые портируются на различные платформы. Игра приобретает массовую популярность, на основе ее вселенной создаются телевизионные сериалы и программы. Но начало всему этому было положено простенькой текстовой игрой.

Рис. 1.8. Игра Star Trek

Год 1972, Григори Коресан разрабатывает Hunt the Wumpus. Игру считают родоначальником всех квестов. Воодушевленный успехом игры, Григори выпускает еще несколько проектов подобной тематики Hurkle, Mugwump и Snark.

В 1974 году выходит игра, которая закладывает основы современных FPS, RPG. Maze War сочетает в себе все новаторские идеи того времени и содержит некоторое подобие 3D-технологий.

Год 1975, выходит настольная ролевая игра Dungeons & Dragons. С этого времени усилия многих разработчиков направлены на реализацию вселенной на компьютерах, рис. 1.9.

Рис. 1.9. Настольные ролевые игры Maze War, Dungeons & Dragons

Первая реализация была создана Доном Даглоу в 1975 году. Игра представляла собой текстовый квест, но в ней были реализованы такие понятия, как области видимости, смена суток и различия между классами персонажей.

Первыми полноценными ролевыми играми по мотивам вселенной D&D становятся выпущенные в 1976-1977 году Telengard и Zork, рис. 1.10.



Рис. 1.10. Игра Zork

В этих проектах была реализована система, которая применяется в современных ролевых играх.

С 1977 года геймдев для ЭВМ перестает быть процессом создания игр гиками для гиков. Все больше людей видят в этом коммерческий потенциал. Создатели оригинального Zork, под руководством Тима Андерсона и Брюса Дэниелса, основывают компанию Infocom. Позже эта компания вырастет в великую Activision. (американская компания по изданию и разработке компьютерных видеоигр. Основана 1 октября 1979 года. Эта компания стала первым независимым разработчиком игр для игровых приставок и персональных компьютеров).

Также в 1977 году, Келтон Флинн и Джон Тейлор, при поддержки созданной ими компанией Kesmai, выпускают первую версию текстового воздушного симулятора Air Warrior II, рис. 1.11.

Рис. 1.11. Игра Air Warrior II

Со временем, игра приобретет мощную графическую оболочку и станет первым в мире многопользовательским военным авиа-симулятором -- Air Warrior. А компания станет частью Electronic Arts (американская корпорация, которая занимается распространением видеоигр. Компания была основана 28 мая 1982 Трипом Хокинсом и стала одной из первых компаний в игровой индустрии, и отличалась тем, что популяризировала людей, работавших над играми -- дизайнеров и программистов).

В целом, можно сказать, что семидесятые были временем взлета игровой индустрии.

И это был прекрасный этап, когда игры создавались не безликими представителями огромных корпораций, а конкретными людьми. Наверное, именно это добавляло играм атмосферности, которой так не хватает современным игровым блокбастерам.

1.3 История индустрии видеоигр. Конец 70-х - начало 80-х годов

Кризис видеоигр в 1977 году.

В 1977 году, чтобы очистить склады от наводнивших рынок устаревших консолей и клонов первой широко известной компьютерной игры -- Pong'а, производители продают устройства себе в убыток. Из-за избытка товара компании Fairchild и RCA прекращают выпускать свои игровые приставки. Всего две компании -- Atari и Magnavox, несмотря на потери 1977-1978 годов, остались на рынке домашних консолей. Кризис закончился с появлением в 1978 году игры Space Invaders от японского издателя - компании Taito, рис. 1.12.

Рис. 1.12. Игра Space Invaders

Началось возрождение индустрии видеоигр. Вскоре, Space Invaders была лицензирована для игровой приставки Atari VCS (позже названной Atari 2600). Эта игра стала первой “killer app” и увеличила продажи консоли в четыре раза.

Atari оправилась от предыдущих убытков. Успех Atari 2600 возродил рынок домашних видеоигр, вплоть до североамериканского кризиса 1983 года.

Второе поколение консолей (1977-1983).

Самые ранние консоли были одноцелевыми и не программируемыми, на них было только железо и никакого дополнительно устанавливаемого ПО не существовало. Это было очевидной проблемой для разработчиков -- чтобы поиграть в другую игру, клиенту приходилось покупать новое устройство. Начиная с 1976 года, когда была выпущена Fairchild Video Entertainment System (VES), стали появляться игровые приставки с универсальными микропроцессорами и играми на картриджах, рис. 1.13.

Рис. 1.13. Игровая приставка Fairchild Video Entertainment System. Впоследствии переименована в Fairchild Channel F

Программа была записана на микросхему ПЗУ, установленную внутри пластикового корпуса картриджа, который вставлялся в слот на консоли. Как только картридж был подключен, ПЗУ становилось частью микрокомпьютера консоли (как если бы оно вместе с микропроцессором находилось на одной плате внутри консоли) и микропроцессор начинал выполнять все программы, хранящиеся в ПЗУ. Теперь игроки собирали целые коллекции картриджей. Однако ниша разработки видеоигр была по-прежнему непопулярна. Уоррен Робинетт, знаменитый программист игры Adventure, рассказал о процессе разработки: “В те далекие времена, каждая игра для Atari 2600 была создана исключительно одним человеком, программистом, который придумал концепцию игры, написал программу, сделал графику и звук”, рис. 1.14.

Рис. 1.14. Adventure -- компьютерная игра для Atari 2600

В Северной Америке можно было выделить три самых продаваемых консоли второго поколения:

The Video Computer System (VCS) - консоль с картриджами, содержащими в себе микросхему ПЗУ с записанной программой. Позднее переименована в Atari 2600. Выпущена в 1977 году. Характеристики: 8-битный процессор 6507, 128 байт (0,125 Кб) оперативной памяти и не более 4 Кб ПЗУ в каждом картридже, рис. 1.15.

Рис. 1.15. Игровая приставка Atari 2600

Intellivision, выпущенная компанией Mattel в 1980 году. Хотя хронологически Intellivision принадлежала к “8-битной эпохе”, на ней был установлен уникальный 16-битный процессор. Приставка, способная отображать 16 цветов и показавшая превосходную графику по сравнению с более старыми Atari 2600, быстро стала популярной, рис. 1.16.

Рис. 1.16. Игровая приставка Intellivision

ColecoVision -- еще более мощная приставка, которая появилась в 1982 году. Эта консоль, поставляемая вместе с портом аркадной игры Donkey Kong, также быстро стала лидером продаж, рис. 1.3.6.

Рис. 1.17. Игровая приставка ColecoVision

Однако наличие трех основных консолей на рынке и затоваривание полок магазинов играми плохого качества подорвали заинтересованность потребителей в видеоиграх. Не прошло и года, как переполненный рынок рухнул.

“Золотой век” аркадных видеоигр (1978-1986).

Вместе с появлением игры Space Invaders в 1978 году, аркадная игровая индустрия вступила в свой “золотой век”. Успех Space Invaders вдохновил десятки производителей попробовать занять свою нишу на рынке аркадных видеоигр. Аркадные автоматы начали появляться в самых посещаемых местах: торговых центрах, ресторанах, барах, рис. 1.18.

Рис. 1.18. Аркадный автомат с игрой Space Invaders

Сама игра (Space Invaders) стала очень популярной - о ней писали в газетах и журналах, рассказывали на телевидении. Space Invaders способствовала продаже более 360000 аркадных автоматов по всему миру, и к 1982 году, прибыль от их реализации составила 2 млрд. долларов. В 1979 году было продано более 40000 аркадных автоматов Galaxian от Namco и свыше 70000 устройств с игрой Asteroids от Atari.

Также было реализовано более 350000 автоматов с одной из самых известных игр - Pac-Man'ом. Общая выручка от продаж Pac-Man'а в 20 веке составила 2,5 млрд. долларов, рис. 1.3.8. Pac-Man -- компьютерная игра в жанре аркады, разработанная компанией Namco и впервые вышедшая в 1980 году в Японии. Игра была разработана в основном работником компании Namco Тору Иватани, в течение восемнадцати месяцев. Пакман (Pac-Man) -- круглое жёлтое существо только с одним ртом. Задача игрока -- собрать (съесть) все белые точки на уровне, избегая столкновений с привидениями.

Рис. 1.18. Игровой автомат Pac-Man

Игры для домашних компьютеров (конец 1970-х -- начало 1980-х годов).

Персональные компьютеры начали появляться в конце 1970-х и стали быстро развивается в 1980-х, позволяя своим владельцам программировать простейшие игры. Сформировались группы увлеченных программированием энтузиастов, которые начали выпускать собственное программное обеспечение.

Вскоре многие из этих игр -- сначала клоны классики (Star Trek), а затем и порты или клоны популярных аркадных игр (Space Invaders, Frogger, Pac-Man и Donkey Kong) -- стали распространяться различными способами.

Основным способом распространения была печать исходного кода игры в книгах (например, книга Дэвида Ала BASIC Computer Games), журналах (Creative Computing) и подобных носителях информации, рис. 1.19.

Рис. 1.19. Книга BASIC Computer Games

Первые геймдизайнеры Кроутер, Даглоу и Йоб находили компьютерный код своих игр (который они и не думали защищать авторскими правами), опубликованный в различных книгах и журналах. На первых домашних компьютерах от Apple, Commodore, Tandy и других производителей было множество игр, созданных самими пользователями. Они распространялись посредством рассылки обычной почтой и продажи дискет, кассет и картриджей.

Стоит упомянуть и о первой игре с многопользовательским миром -- Multi-User Dungeon, выпущенной в 1978 году двумя программистами из Эссекского университета. Эту игру можно с уверенностью назвать родоначальником жанра MMORPG-игр.

Не менее важным для игровой индустрии стал выход игры Rogue в 1980 году. Примечательно, что в Rogue карты подземелий отображаются с помощью текстовых символов. Однако, в отличие от подобных игр, подземелья случайным образом генерируются для каждого нового уровня. Поэтому, путь к сокровищу и расположение врагов постоянно меняются. Rogue по сей день вдохновляет многих разработчиков так называемых игр-рогаликов (от англ. Roguelike).

С уверенностью можно сказать -- конец 70-х годов 20 века оказался нелегким для рынка видеоигр. Причиной тому стали кризисы, огромные убытки компаний, недоверие пользователей. Тем не менее игровая индустрия смогла -- не без помощи талантливых программистов -- быстро оправиться от потерь и с уверенностью встретить 80-ые. В следующей статье мы подробно рассмотрим период с 1980-го по 1990-ый год: появление игровых компьютеров, первых онлайн-игр и консолей третьего поколения.

1.4 История индустрии видеоигр. 80-е года XX века

Второе десятилетие существования игровой индустрии -- 1980-е года - стало периодом взлетов и падений видеоигр. Оно началось в разгар бума аркадных автоматов, когда такие гиганты игровой индустрии как Atari еще господствовали на рынке. Перенасыщенность рынка некачественными играми и растущая популярность персональных компьютеров способствовали началу североамериканского кризиса видеоигр, чуть не уничтожившего всю индустрию. Если бы не появление возродившей интерес потребителей к приставкам Nintendo Entertainment System (NES) от компании Nintendo, консоли еще долгие годы не смогли бы оправиться от такого удара. В конце десятилетия началась борьба за лидерство на рынке между разработчиками Sega и Nintendo. Стоит упомянуть и о выпуске Game Boy от Nintendo - самой продаваемой портативной игровой приставки двух последующих десятилетий.

Кризис видеоигр 1983 года.

В конце 1983 года игровая индустрия пережила еще более серьезный спад, чем во время кризиса 77 года (см. предыдущую статью). Ряд компаний, производивших домашние компьютеры и консоли с конца 1983 по начало 1984 года, объявили о своем банкротстве. Эти факторы положили конец тому, что считается вторым поколением игровых консолей. К причинам кризиса также можно было отнести выход игр с некачественным дизайном, самые известные из которых E.T. the Extra-Terrestrial и Pac-Man для приставки Atari 2600.

По некоторым данным продажи E.T. the Extra-Terrestrial были настолько низки, что Atari была вынуждена отправить тысячи не проданных картриджей на свалку в Нью-Мексико.

Но главной причиной североамериканского кризиса 1983 года принято считать стремительное развитие игровых персональных компьютеров.

Игровые компьютеры.

В 1984 году компьютеры стали преобладать над еще не оправившимися от кризиса консолями. ПК предоставляли те же игровые возможности, не было нужды каждый раз вставлять картриджи - игры оставались на компьютере даже после его выключения. Компьютеры становились все более популярными.

Вслед за успехом вышедших в 1977 году Apple II и Commodore PET стали появляться их более дешевые конкуренты. В начале 1980-х годов были выпущены компьютеры Commodore VIC-20 и 64, Sinclair ZX80, ZX81 и ZX Spectrum, NEC PC-8000, PC-6001, PC-88 и PC-98, Sharp X1 и X68000, 8-битные ПК от Atari, BBC Micro, Acorn Electron, Amstrad CPC и компьютеры с архитектурой MSX. Конкуренция стимулировала рынки домашних ПК путем рекламных кампаний, направленных на привлечение покупателей.

Commodore 64, чья ценовая политика стала одной из основных причин сокращения рынка консолей, был выпущен в августе 1982 года. Он активно продавался - это послужило причиной его первоначальной популярности. Commodore 64 имел встроенный язык программирования BASIC и продвинутые, по тем временам, графические и звуковые возможности. В нем имелись те же разъемы для игровых контроллеров, что и в приставке Atari 2600 - это позволило геймерам использовать свои старые джойстики. Это без преувеличения легендарное устройство стало самым популярным компьютером тех времен. Commodore 64 по сей день является самой продаваемой (реализовано ~20 млн. штук) моделью персонального компьютера, рис. 1.20.

Рис. 1.20. Персональный компьютер Commodore 64

Почти одновременно с выходом Commodore 64, в Великобритании был выпущен Sinclair ZX Spectrum, быстро ставший популярным во многих странах Западной (а позже и Восточной) Европы.

С появлением в 1984 году модели IBM PC/AT, IBM PC-совместимые компьютеры стали технически конкурентоспособной игровой платформой. Примитивная 4-х цветная CGA-графика предыдущих моделей IBM проигрывала таким конкурентам, как C64 и Apple II. Новый 64-х цветный EGA-монитор позволил улучшить графику. Однако звуковые возможности по прежнему ограничивались встроенным в ПК некачественным динамиком, который явно уступал звукогенераторам многих компьютеров. Стоит отметить, что относительно высокая цена IBM PC-совместимых компьютеров не способствовала увеличению их популярности.

В этом же году вышел первый компьютер серии Macintosh от Apple. В нем, вместо стандартного по тем временам интерфейса командной строки, использовался графический интерфейс, рис. 1.21.

Рис. 1.21. Первый Macintosh

Появление в 1985 году Atari ST и Commodore Amiga положило начало новой эры 16-битных устройств, рис. 1.22.



Рис. 1.22. Atari ST & Commodore Amiga

Для многих пользователей они были слишком дорогими, поэтому компания IBM предложила пользователям сравнительно мощную и более дешевую линейку компьютеров -- IBM PS/2, рис. 1.23.

Рис. 1.23. IBM PS/2. Модель 55SX

В них использовался новый стандарт мониторов и видеоадаптеров -- VGA, имеющий 256-цветный режим. Это был большой скачок вперед для большинства 8-разрядных домашних компьютеров. Таким образом, популярность ST и Amiga быстро сошла на нет.

Выделенные звуковые карты решили вопрос низких звуковых возможностей IBM PC-совместимых компьютеров в конце 80-х годов. Компания AdLib утвердила де-факто стандарт звуковых карт для компьютеров IBM PC, рис. 1.24.

Рис. 1.24. Музыкальный синтезатор AdLib

Но уже в 1989 году им на смену пришло семейство карт Sound Blaster от Creative Labs, ставшее новым лидером рынка аудиокарт, рис. 1.25.

Рис. 1.25. Вторая модель семейства Sound Blaster'ов -- Sound Blaster 1.5, выпущенный в 1989 году

Даже в начале 90-х многие игры все еще поддерживали данные стандарты.

Также, стоит упомянуть, что именно в 80-х появились первые shareware-игры, но по-настоящему популярными они стали лишь в 90-х годах.

Основоположники жанров компьютерных игр

“Золотой век” аркадных видеоигр достиг своего пика именно в 80-х годах XX столетия. В начале десятилетия было создано множество технически инновационных и “жанроопределяющих” игр.

Приключенческие боевики (action-adventure game): The Legend of Zelda (1986) - игра сочетающая в себе различные элементы: паззлы, денежную систему, упрощенную “прокачку” персонажа в стиле РПГ и т.д. Также, The Legend of Zelda являлась одной из первых игр с открытым миром и нелинейным геймплеем.

Платформеры (сinematic platformer): Prince of Persia (1989) - фэнтези-платформер, разработанный Джорданом Мехнером и выпущенный в 1989 году на компьютерах Apple II. Игра отличалась весьма качественной (по тем временам) анимацией -- для ее создания Мехнер использовал технику ротоскопирования. Много раз он просматривал движения своего младшего брата Давида и затем с них отрисовывал анимацию. После удачного выпуска на Apple II, Prince of Persia была портирована на многие платформы. Игре удалось удивить и увлечь игрока путем чередования интеллектуальных загадок и смертельных ловушек.

РПГ (сomputer role-playing video game): Akalabeth (1980) -- была написана на языке BASIC для компьютера Aplle II и вышла в том же году, что и Rogue (см. предыдущую статью). Эта игра стала родоначальницей целой игровой вселенной - Ultima.

Hack and slash: Golden Axe (1988) - первая игра из серии The Golden Axe от компании Sega. Главный разработчик -- Макото Учида, автор таких игр как Altered Beast, Wing War и Die Hard Arcade. Golden Axe имела кооперативный режим и возможность выбора различных героев с индивидуальными боевыми навыками.

Скролл-шутеры (scrolling shooters): Defender (1980) - первая shoot `em up-игра, использующая горизонтальный сайдскроллинг. Scramble (1981) была первой в жанре игрой с несколькими отдельными уровнями.

Гоночные игры (racing games): Turbo (1981) от Sega стала первой гонкой с видом от третьего лица, а в игре Pole Position (1982) от Namco использовалась псевдо-3D-графика на основе спрайтов. Она вышла в двух комплектациях -- обычный игровой автомат и гоночная кабина. Оба устройства были оснащены рулевым колесом, акселератором и рычагом переключения передач. В гоночной кабине была дополнительно установлена педаль тормоза.

Стратегии в реальном времени (real-time strategy): Herzog Zwei (1989) является первой РТС, предшественником такой популярной игры как Dune II. В отличие от своего приквела 1988 года (Herzog), в ней есть форпосты, которые используются для получения дополнительного дохода -- это делает Herzog Zwei не только стратегической игрой, но и тактической. Это самый ранний пример игры с набором особенностей, которые подпадают под определение современных РТС-игр.

Стелс-игры (stealth games): 005 (1981) -- игра от Sega, самый ранний пример стелс-игры. Однако первой коммерчески успешной стелс-игрой стала Metal Gear, созданная в 1987 году японским геймдизайнером и продюсером Хидэо Кодзимой. К слову, Metal Gear положила начало известной одноименной игровой серии.

Survival horror: Haunted House (1981) внедрила в видеоигры элементы horror fiction. ИграSweet Home (1989) определила многие характерные черты современного survival horror'а. Ее геймплей включал в себя борьбу с ужасными созданиями и решение различных головоломок.

Несмотря на кризис, в 80-х годах игровая индустрия совершает мощный рывок вперед. Появляются все более продвинутые средства для погружения человека в виртуальную реальность, которая сама по себе становится сложнее и интереснее.

Но 1980-е года знаменательны не только этими событиями, ведь параллельно компьютерам и компьютерным сетям развивались онлайн-игры и консоли третьего поколения.

Первые онлайн игры

В 80-х годах способ связи компьютеров через коммутируемые телефонные сети (Bulletin Board System) был весьма распространен и иногда использовался в онлайн-играх. Самые ранние BBS имели сырой текстовый интерфейс. Позднее, для получения псевдографического интерфейса стала использоваться ANSI-графика. Некоторые BBS предлагали доступ к играм начиная от текстовых адвенчур и кончая блэкджеком (в котором, как правило, игра шла на очки, а не на деньги). Другие многопользовательские BBS позволяли пользователям взаимодействовать друг с другом в играх.

В 1983 году SuperSet Software создала Snipes, сетевую текстовую игру, предназначенную в первую очередь для тестирования и демонстрации возможностей IBM Personal Computer. Snipes вдохновила своих создателей на разработку сетевой операционной системы, которая позднее была названа Novell NetWare.

Многие считают, что первыми сетевыми играми для персональных компьютеров также были:

Maze War (известная как The Maze Game, Maze Wars, Mazewar или просто Maze) - игра, созданная разработчиком Стивом Колли в 1974 году. С появлением Maze War возникли и стали распространяться концепты, использующиеся по сей день во многих играх. Стоит добавить, что эта игра считается одной из прародителей жанра FPS (first-person shooter).

Spasim (абреввиатура от “space simulation”) - сетевая 3D-игра, созданная Джимом Бовери и выпущенная в марте 1974 года. Игра рассчитана на 32 игрока. Действие происходит в четырех планетарных системах, по восемь игроков на каждую. Джим Бовери утверждает, что Spasim - самая первая многопользовательская 3D-игра. Он даже предложил награду в 500$ тому, кто документально подтвердит выход подобной игры до релиза Spasim.

Консоли третьего поколения

История консолей третьего поколения начинается 15 июля 1983 года, когда в Японии одновременно вышли приставки Nintendo Family Computer (также известная как NES -- Nintendo Entertainment System) и Sega SG-1000. Начало 8-битной эры положило конец североамериканскому кризису видеоигр 1983 года. Популярность домашних видеоигр передалась от США к Японии. Гигантским скачком вперед в игровом дизайне стал переход от статичного бэкграунда (как в Donkey Kong) к динамичному (Super Mario Bros 3).

Самыми продаваемыми консолями этого поколения стали:

Nintendo Entertainment System - восьмибитная игровая консоль, выпущенная в Северной Америке в 1985 году. В большинстве стран Азии, включая Японию, Китай, Вьетнам и Сингапур она была выпущена под названием Family Computer (сокращенно Famicom или FC). В России конца 80-х - начала 90-х годов был особенно популярен неофициальный клон NES - Dendy, рис. 1.26.

Рис. 1.26. Игровая приставка третьего поколения Nintendo Entertainment System

Специально для NES было выпущено множество игр, некоторые из которых впоследствии стали культовыми:

Super Mario Bros. - первая игра очень популярной и любимой критиками серии Super Mario от Nintendo, повествующая о приключениях Марио в Грибном королевстве. В центре геймплея - прохождение водопроводчиком Марио и его братом Луиджи различных уровней и локаций, попутно устраняя или обходя врагов. Цель игры -- спасение Принцессы из плена. Почти в каждой игре Super Mario, есть многочисленные бонусы и предметы, которые наделяют Марио особыми способностями -- стрельба огонем и льдом, рост и уменьшение персонажа. Серия игр Super Mario является центральной в франшизе Mario, которая также включает в себя фильм, комиксы и игрушки. Сама игра Super Mario Bros. занесена в “Книгу рекордов Гиннеса” как самая продаваемая игра (~ 40 млн. копий по всему миру). В первых играх Марио изображался на экране при помощи двухмерных спрайтов, но с развитием технологий на смену спрайтам пришли трёхмерные полигональные модели.

У Марио есть три отличительных признака -- усы, кепка и комбинезон. По словам Миямото, усы были даны Марио, чтобы визуально отделить нос от лица, кепка -- потому что на спрайте маленького разрешения было невозможно нарисовать узнаваемую причёску, комбинезон -- чтобы лучше передать движения рук, рис. 1.27.

Рис. 1.27. Двухмерный и Трехмерный вид “Марио”

Contra (в Европе известна как Probotector или Gryzor) - игра жанра экшен, разработанная и выпущенная Konami в 1987 году. Помимо версии для аркадных автоматов, в 1988 году игра была выпущена для Nintendo Entertainment System и портирована на различные компьютеры. Боец, управляемый игроком, должен был проходить уровни, наполненные различными противниками - вражескими солдатами, турелями и танками. В конце каждого уровня игрока ждало сражение с “боссом”.

Впоследствии вышло несколько продолжений хита, самым значимым из которых является Super Contra.

Master System (другие названия -- Sega Master System и SMS) - игровая консоль третьего поколения, выпущенная компанией Sega в 1985 году в Японии (как Sega Mark III), в 1986 году в Северной Америке и 1987-х годах в Европе. К оригинальной Master System продавались как обычные картриджи, так и “Sega-картриджи” - более дешевые носители, размером с кредитную карту. Также для некоторых игр можно было купить специальные аксессуары - световой пистолет или 3D-очки. Master System была выпущена в качестве прямого конкурента Nintendo Entertainment System. Стоит отметить, что Master System технически превосходила NES, но была менее популярна, рис. 1.28.

Рис. 1.28. Игровая приставка третьего поколения Sega Master System

Atari 7800 ProSystem или просто Atari 7800 -- игровая консоль, выпущенная Atari Corporation в январе 1986 года. Atari 7800 первоначально должна была выйти в 1984 году на смену устаревшей Atari 5200, но ее релиз был отложен в связи с кризисом видеоигр. Приставка имела простые цифровые джойстики и была почти полностью совместима с первой консолью -- Atari 2600. Основными конкурентами Atari 7800 были Nintendo Entertainment System и Sega Master System. По сравнению с ними приставка считалась довольно доступной и стоила всего 140$, рис. 1.29.

Рис. 1.29. Игровая приставка третьего поколения Atari 7800

Хотя в более ранних приставках также использовались 8-битные процессоры, именно в конце третьего поколения они стали обозначаться по битам. Начиная с четвертого поколения игровых консолей, битность стала главным отличительным признаком новых устройств. Конец третьего поколения видеоигр наступил в связи с устареванием 8-битных консолей в плане графической и вычислительной мощности.

Без сомнения 80-е года XX века -- самый богатый на события период становления игровой индустрии.

Исходя из первой главы можно сделать вывод что персонажи видеоигр, эволюционировали параллельно компьютерным технологиям. Персонажи создавались в рамках возможностям технологий того времени. В момент зарождения индустрии компьютерных игр, разработчики не уделяли большое внимания персонажам.

2. Средства для создания персонажей компьютерных игр

В настоящее время существует невероятно много различных средств для создания цифровых персонажей. Конечно, всё сводится к персональному компьютеру, 99% работы по созданию персонажа выполняется на персональном компьютере. Но есть и другие средства, которые не только ускоряют работу, но и улучшают. Примером служит графический планшет, благодаря этого устройства можно создавать цифровые изображения на прямую в компьютере, которые не отличались бы от ручной работы, а иногда, даже лучше.

Не стоит забывать об программных средствах персонального компьютера, именно на этих программах происходит создание всего.

2.1 Оборудование для создания цифровых персонажей

Персональный компьютер (ПК)

Персональный компьютер, ПК -- настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности, рис. 2.1.

Рис. 2.1. Вид персонального компьютера (ПК)

Согласно ГОСТ 27201-87 ПК применяются как средства массовой автоматизации (в основном для создания на их основе автоматизированных рабочих мест) в социальной и производственных сферах деятельности в различных областях народного хозяйства и предназначенные для пользователей, не обладающих специальными знаниями в области вычислительной техники и программирования.

Изначально компьютер был создан как вычислительная машина, в качестве ПК он так же используется в других целях -- как средство доступа в информационные сети и как платформа для мультимедиа и компьютерных игр.

Терминология

Первое использование термина «персональный компьютер» Programma 101, 1964, итальянской фирмы Olivetti.

Впоследствии перенесён на другие компьютеры. C распространением ЭВМ имеющих архитектуру IBM PC (см. IBM PC-совместимый компьютер) в начале 1980-х годов, персональным компьютером стали называть любую ЭВМ, имеющую архитектуру IBM PC. С появлением таких процессоров как: Intel, AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. При монополии Microsoft Windows аббревиатура «PC» иногда использовалась в описании драйверов, и рекламе видеоигр и ОС в значении «Microsoft Windows на IBM PC-совместимом компьютере» (ср. Wintel).

В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для персонального использования, носили официальное название «персональные электронные вычислительные машины» (ПЭВМ). В терминологии, принятой в российских стандартах, это словосочетание и сегодня указывается вместо используемого де-факто названия «персональный компьютер».

Конструкторы и самодельные компьютеры

Создание персональных компьютеров стало возможным в 1970-х годах, когда любители стали собирать свои собственные компьютеры иногда лишь для того, чтобы в принципе иметь возможность похвастаться таким необычным предметом. Ранние персональные компьютеры почти не имели практического применения и распространялись очень медленно.

Родившись в качестве жаргонизма, синонима названия микрокомпьютер, наименование персональный компьютер постепенно меняло своё значение. Так, первое поколение персональных компьютеров можно было приобрести только в виде комплекта деталей, а иногда даже просто обыкновенной инструкции для сборки. Сама сборка, программирование и наладка системы требовали определённого опыта, навыка работы с машинными кодами или языком ассемблера. Чуть позднее, когда подобные устройства стали привычны и начали продаваться готовыми, вместе с некоторым набором адаптированных программ, в обиход вошло название домашний компьютер.

В 1975 году появился компьютер Альтаир 8800, родоначальник линии персональных компьютеров, основанных на шине S-100. Эти компьютеры, производимые разными фирмами и как готовые системы, и как наборы для сборки, основывались в основном на процессорах линии i8080 (i8085, z80), хотя благодаря особенностям архитектуры в такой компьютер можно было вставить карту с практически любым 8- и 16-битным процессором тех лет. Многие из них работали с операционной системой CP/M. Поздние машины линии, такие например, как Z-100, использовали i8086 и были ограниченно совместимы с IBM PC, иногда даже превосходя в производительности и возможностях. К 1985 году архитектура S-100 почти полностью вышла из употребления.

Первые фирменные домашние ПК

В 1976--1977 годах несколькими фирмами были выпущены первые персональные компьютеры, одним из первых -- в 1976 году появился компьютер Apple I.

В 1977 году появились первые массовые персональные компьютеры: Apple II корпорации Apple Computer, TRS-80 компании Tandy и Commodore PET компании Commodore, что явилось предвестником бума всеобщей компьютеризации населения.

В мае 1981 года в НИИ ТТ на основе К1801ВЕ1 разработана ЭВМ индивидуального пользования «Электроника НЦ-8010». Это был первый в СССР прототип персонального компьютера, причем построенный полностью на отечественных микросхемах с отечественной архитектурой, программно совместимый с отечественным семейством микро-ЭВМ «Электроника НЦ».

В августе 1981 года IBM выпустила компьютерную систему IBM PC (фирменный номер модели IBM 5150).

В 1983 году Apple выпустила Apple Lisa, первый персональный компьютер использующий мышь и имевший интуитивный графический интерфейс(GUI).

В 1984 Apple Macintosh, положивший начало эпохе современных персональных компьютеров.

Графический планшет

Графический планшет -- это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь, рис. 2.2.

Рис. 2.2. Вид графического планшета компании Wacom

Первым графическим планшетом был «Телеавтограф», запатентованный Элишей Греем (Elisha Gray) в 1888. Элиша Грей более известен как современник изобретателя телефона -- Александра Белла.

Первый графический планшет, похожий на современные, использовался для распознавания рукописного ввода компьютером Stylator в 1957. Более известный и часто ошибочно именуемый первым, графический планшет RAND Tablet также известен как «Графакон» (ГРАФический КОНвертер), представленный в 1964. RAND Tablet использовал сетку проводников под поверхностью планшета, на которые подавались закодированные троичным кодом Грея электрические импульсы. Ёмкостно связанное перо принимало этот сигнал, который затем мог быть декодирован обратно в координаты.

Другой графический планшет известен как «акустический планшет», перо которого генерировало искры при помощи искрового промежутка. Щелчки триангулировались серией микрофонов для определения местонахождения пера. Система была довольно сложной и дорогой, микрофоны были чувствительны к посторонним шумам.

Графические планшеты популяризовались в связи с их коммерческим успехом в середине 1970-х -- начале 1980-х гг. ID (Intelligent Digitizer) и BitPad, выпускаемых Summagraphics Corp. Эти планшеты использовались как устройство ввода для множества Hi-End CAD (Computer Aided Design) систем соединёнными с ПК и ПО вроде AutoCAD.

Первые планшеты для потребительского рынка назывались «КоалаПэд». Хотя изначально они были созданы для компьютера Apple II, со временем «Коала» распространилась и на другие персональные компьютеры. Потом другие фирмы стали выпускать свои модели планшетов.

Принцип действия

В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (или печатных проводников), подобная той, что была в «Графаконах». Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3--6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 200 линий на мм).

По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных -- перо излучает электромагнитные, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и принимает сигнал. При этом излучаемый сеткой сигнал используется для питания пера, которое, в свою очередь, посылает ответный сигнал, являющийся не просто отражением исходного, а заново сформированным, который, как правило, несёт дополнительную информацию, идентифицирующую конкретное перо, а также данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе, о том, используется ли рабочий кончик пера или его «ластик» (в случае, если такие функции в нём предусмотрены). Поэтому отдельного питания для такого устройства не требуется. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности, мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпады.

Существуют планшеты, в комплект которых входят перья, способные регистрировать силу нажатия. Как правило, в основе механизма регистрации лежит использование конденсатора переменной ёмкости. В частности, такой тип датчика используется в перьях к планшетам фирмы Wacom. Также регистрация может осуществляться с помощью компонента с переменным сопротивлением или переменной индуктивностью. Существуют реализации, в основе которых лежит пьезоэлектрический эффект. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

Кроме координат пера, в современных графических планшетах также могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон, направление поворота в плоскости планшета и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь, а по тому же принципу, что и перо. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе.

Характеристики

Разрешение

Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом линий на дюйм (англ. lines per inch, lpi). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч lpi.

Число степеней свободы

Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы -- 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета, вращение (положение пера относительно своей вертикальной оси).

Применение

Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSN Messenger (теперь Windows Live Messenger) и Skype) позволяют пользователю, имеющему графический планшет, интерактивно демонстрировать рисуемое абоненту на другом конце.

Некоторые такие приложения имеют функцию совместного редактирования изображений (англ. whiteboard) с использованием, например, протоколов Jabber. Среди них -- IM_клиент Coccinella (англ.), IM клиент Tkabber и графический редакторInkscape. Ведётся разработка поддержки whiteboard и в клиенте Jabber Psi.

Захват движения (Motion capture)

Motion capture -- метод анимации персонажей и объектов. Дословный перевод с английского -- захват движения, рис. 2.3.

Рис. 2.3. Захват движения главного героя фильма “Аватар”

Метод применяется в производстве CGI-мультфильмов, а также для создания спецэффектов в фильмах. Широко используется в игровой индустрии. Разработчиком является компания Digital District. С использованием этого метода в 2004 году созданы мультфильмы «Полярный экспресс» (модель -- Том Хэнкс), «Последняя фантазия» (в качестве моделей выступили добровольцы) и другие, также motion capture использовалось при анимации сгенерированного компьютером киноперсонажа Голлум в трилогии «Властелин колец» (модель -- Энди Серкис). В 2006 году при помощи этой технологии был создан «Ренессанс», в 2007 году -- «Беовульф», в 2009 году -- «Рождественская история», «Аватар». Эта технология также была использована для создания лица Волан-де-Морта в фильмах «Гарри Поттер», а также при создании дракона Смауга в фильме «Хоббит: Пустошь Смауга» (актер -- Бенедикт Камбербэтч).

В марте 2007 года режиссёр Стивен Спилберг заявил об увеличении производства мультфильмов, созданных по технологии motion capture.

Существует мнение, что Американская киноакадемия отрицательно относится к созданию фильмов, полностью основанных на этой технологии, о чём говорят результаты отбора номинантов на премию «Оскар» в категории «Лучшие спецэффекты».

Существующие технологии

Существуют два основных вида систем motion capture:

Маркерная система motion capture, где используется специальное оборудование. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, требуемые по сценарию, встаёт в условленные позы, имитирует действия; данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра (в этом случае на его лице располагаются маркеры, позволяющие фиксировать основные мимические движения).

Безмаркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма. Безмаркерная технология основана на технологиях компьютерного зрения и распознавания образов. Актер может сниматься в обычной одежде, что сильно ускоряет подготовку к съемкам и позволяет снимать сложные движения (борьба, падения, прыжки, и т. п.) без риска повреждения датчиков или маркеров. Несколько практически применимых безмаркерных систем были разработаны в последние годы, хотя исследования подобной технологии проводятся уже долгое время. На сегодняшний день существует программное обеспечение «настольного» класса для безмаркерного захвата движений. В данном случае не требуется специального оборудования, специального освещения и пространства. Съёмка производится с помощью обычной камеры (или веб-камеры) и персонального компьютера.

На сегодняшний день существуют большое количество маркерных систем захвата движений. Различие между ними заключается в принципе передачи движений:

Оптические пассивные. На костюме, входящем в комплект такой системы, прикреплены датчики-маркеры, которые названы пассивными, потому что отражают только посланный на них свет, но сами не светятся. В таких системах свет (инфракрасный) на маркеры посылается с установленных на камерах высокочастотных стробоскопов и, отразившись от маркеров, попадает обратно в объектив камеры, сообщая тем самым позицию маркера. компьютерный графический анимация

Минус оптических пассивных систем:

Длительность размещения маркеров на актёре

При быстром движении или близком расположении маркеров друг к другу система может их путать (технология не предусматривает идентификацию каждого маркера)

Оптические активные названы так потому, что вместо светоотражающих маркеров, которые крепятся к костюму актёра, в них используются светодиоды с интегрированными процессорами и радио-синхронизацией. Каждому светодиоду назначается идентификатор, что позволяет системе не путать маркеры друг с другом, а также узнавать их, после того как они были перекрыты и снова появились в поле зрения камер. Во всём остальном принцип работы таких систем схож с пассивными системами.

Минусы активных систем:

Отсутствие возможности захвата движений и мимики лица

Дополнительный контроллер, крепящийся к актёру и подключенный к маркерам-светодиодам, сковывает его движения

Хрупкость и относительно высокая стоимость маркеров-светодиодов

Магнитные системы, в которых маркерами являются магниты, а камерами -- ресиверы, система высчитывает их позиции по искажениям магнитного потока.

Минусы магнитных систем:

Магнитные системы подвержены магнитным и электрическим помехам от металлических предметов и окружения (электропроводки помещения, оргтехники, арматуры в плитах строения)

Переменчивая чувствительность сенсоров в зависимости от их положения в рабочей зоне

Меньшая по сравнению с оптическими системами рабочая зона

Отсутствие возможности захвата движений и мимики лица

Дополнительный контроллер, прикреплённый к актёру и подключенный к магнитным маркерам, или даже связка проводов, тянущаяся от актёра к компьютеру.

Высокая стоимость магнитных маркеров

Механические системы напрямую следят за сгибами суставов, для этого на актёра надевается специальный механический mocap-скелет, который повторяет следом за ним все движения. В компьютер при этом передаются данные об углах сгибов всех суставов.

Минусы механических систем:

Mocap-скелет, с дополнительным контроллером, прикреплённым к актёру и подключенным к сенсорам сгибов, а в некоторых случаях и провода, тянущиеся от скелета, сильно ограничивают движения актёра.