खेलों में 3 डी बनावट का एक संक्षिप्त इतिहास

इस पोस्ट में मैं तीन-आयामी वीडियो गेम में बनावट के इतिहास के बारे में बात करूंगा। होम कंसोल पर 3 डी रियल-टाइम की पहली उपस्थिति के बाद से, हम एक लंबा सफर तय कर चुके हैं, लेकिन आज भी, खेल बनावट बनाते समय, कुछ प्रथाओं को लागू किया गया है जो उन शुरुआती वर्षों में वापस जाते हैं।


आरंभ करने के लिए, आइए मूल बातों के बारे में थोड़ा बात करें - वास्तविक समय प्रतिपादन और पूर्व-गाया दृश्यों के बीच अंतर। अधिकांश 3 डी गेम में रियल-टाइम रेंडरिंग का उपयोग किया जाता है। इस मामले में मशीन वास्तविक समय में छवि को खींचती है। पहले से रेंडर दृश्य के एकल फ्रेम को बनाने के लिए बड़ी कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है।


इस वजह से, हमें गुणवत्ता के विभिन्न स्तर मिलते हैं। अन्तरक्रियाशीलता के लिए खेलों द्वारा वास्तविक समय प्रतिपादन की आवश्यकता है। सिनेमाई आवेषण या फिक्स्ड बैकग्राउंड जैसे स्टेटिक तत्व प्री-रेंडरिंग द्वारा बनाए जा सकते हैं। परिणामों में अंतर बहुत बड़ा था। यहाँ 1999 के खेल से पूर्व-प्रदत्त पृष्ठभूमि और वास्तविक समय चरित्र है:



प्री-रेंडरिंग ने आपको उन दृश्यों का एक गुच्छा बनाने की अनुमति दी जो रेंडर करने के लिए महंगे थे, जो सिंगल फ्रेम रेंडर करने में घंटों या दिन भी ले सकते हैं। एक तस्वीर या फिल्म के लिए, यह बिल्कुल सामान्य है। लेकिन खेलों को लगातार 30-60 फ्रेम प्रति सेकंड प्रदान करने की आवश्यकता है। इसलिए, शुरुआती 3 डी खेलों में महान सरलीकरण के लिए जाना था।


16-बिट कंसोल पर, स्टार फॉक्स वास्तविक समय 3 डी के पहले उदाहरणों में से एक था, लेकिन गधा काँग कंट्री भी उन पर था, जिसमें प्री-रेंडर किए गए 3 डी ग्राफिक्स को स्प्राइट्स में परिवर्तित किया गया था (बहुत सरल रंग पट्टियों के साथ)। लंबे समय तक, वास्तविक समय में और कुछ भी उतना अच्छा नहीं लग सकता था।


जब हमने वास्तविक 3D कंसोल (जैसे N64 और PS1) पर स्विच किया, तो हमने अंत में देखा कि वास्तविक समय का प्रतिपादन क्या सक्षम नहीं था। आप दृश्य में छाया या प्रकाश को सेंकने के लिए प्रकाश स्रोतों का उपयोग नहीं कर सकते हैं, सामग्री प्रकाश का जवाब नहीं देती है, कोई "बंप मैपिंग" नहीं है, केवल कम-रिज़ॉल्यूशन ज्यामिति और बनावट है। कलाकारों ने इसका सामना करने का प्रबंधन कैसे किया?


उदाहरण के लिए, प्रकाश के बारे में जानकारी या तो बनावट (छाया, हाइलाइट, गहराई) पर खींची गई थी, या त्रिकोण के प्रत्येक शीर्ष पर चित्रित किया गया था, या दोनों दृष्टिकोणों का उपयोग किया गया था। चरित्र छाया आमतौर पर सरल बनावट होते थे जो चरित्र का पालन करते थे। सही छाया डालना असंभव था।


मॉडलों पर सबसे सरल छायांकन को प्राप्त करना संभव था, लेकिन आमतौर पर उन्हें प्रकाश की सही जानकारी का अभाव था। Ocarina of Time और Crash Bandicoot जैसे खेलों ने प्रकाश की बहुत सारी जानकारी का उपयोग किया, जो कि ज्यामिति के शीर्ष पर बनावट और ड्राइंग में दर्ज की गई थी। इससे विभिन्न क्षेत्रों को हल्का, गहरा, या उन्हें एक निश्चित छाया देना संभव हो गया।



उन दिनों में, ऐसी सीमाओं को दूर करने के लिए, बड़ी मात्रा में रचनात्मक कार्य की आवश्यकता थी। अलग-अलग डिग्री के लिए, बनावट में प्रकाश जानकारी को चित्रित करना या लिखना आज भी उपयोग किया जाता है। लेकिन जैसा कि वास्तविक समय प्रतिपादन बेहतर हो जाता है, ऐसी तकनीकों की आवश्यकता कम हो जाती है।


इसलिए, अगली पीढ़ी के हार्डवेयर को कई और समस्याओं को हल करने की आवश्यकता है। अगली पीढ़ी के कंसोल - PS2, Xbox और Gamecube - ने उनमें से कुछ के साथ सामना करने की कोशिश की। गुणवत्ता में पहली उल्लेखनीय छलांग बनावट संकल्प और बेहतर प्रकाश व्यवस्था में वृद्धि थी।


इस संबंध में महत्वपूर्ण खेलों में से एक साइलेंट हिल 2 था। 2001 में इस खेल की सबसे गंभीर सफलता वास्तविक समय में कास्टिंग छाया का उपयोग थी। इसका मतलब यह था कि बनावट में दर्ज की गई प्रकाश जानकारी का हिस्सा बाहर रखा जा सकता है, लेकिन अधिकांश भाग के लिए इस पीढ़ी में सक्रिय रूप से उपयोग किया गया था।


इस और उस युग के अन्य खेलों के लिए निर्णायक कारक संकल्प था। पिक्सेल की बड़ी संख्या के कारण, वे बहुत अधिक सूक्ष्म विवरण संग्रहीत कर सकते थे। लेकिन अभी तक यह केवल रंग और फैलाने वाले प्रकाश के बारे में जानकारी थी। टक्कर के नक्शे और प्रतिबिंब नक्शे शायद ही कभी इस्तेमाल किए गए थे। सामग्री से प्रकाश की सही प्रतिक्रिया प्राप्त करना असंभव था।


बनावट में बेकिंग जानकारी की लोकप्रियता का एक और कारण था। पूर्व-प्रस्तुत दृश्यों में, यह कोई समस्या नहीं थी, उनमें कपड़े वास्तव में कपड़े की तरह दिखते थे, और कांच, बाल और त्वचा कायल थे। वास्तविक समय प्रतिपादन के लिए, उभरा बनावट की आवश्यकता थी, और यह दिखाई दिया, लेकिन केवल इस पीढ़ी के अंत के करीब (केवल Xbox पर)।



हेलो 2 और डूम 3 जैसे खेलों में प्रतिबिंब और सामान्य मानचित्र दिखाई दिए। विशिष्ट मानचित्रों ने सतहों को स्वाभाविक रूप से बहुत अधिक प्रकाश करने के लिए प्रतिक्रिया करने की अनुमति दी, उदाहरण के लिए, धातु वास्तव में चमक सकता है, और इसी तरह। सामान्य मानचित्र आपको बहुत अधिक विवरण रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है जो इतनी कम संख्या में बहुभुज के साथ वस्तुओं में प्राप्त नहीं किया जा सकता है।



यदि आप 3 डी के साथ काम करते हैं, तो आप जानते हैं कि सामान्य नक्शा क्या है। यह एक प्रकार का उभरा हुआ बनावट है जो मॉडल की जटिलता की तुलना में सतहों को बहुत अधिक विस्तार से प्रकाश का जवाब देने की अनुमति देता है। यह सबसे महत्वपूर्ण बनावट है जो इस पीढ़ी के बाद जारी लगभग हर खेल में उपयोग की जाती है।


सामान्य मानचित्रों के आगमन के बाद, कलाकारों का बनावट बनाने का तरीका बदल गया है। सामान्य नक्शे बनाने के लिए, आपको मॉडल बनाने में अधिक समय देना होगा। यह ज़ब्रुश जैसे मूर्तिकला उपकरण का उपयोग करने का आदर्श बन गया है, जो आपको उच्च-पाली मॉडल को बनावट में रखने की अनुमति देता है जो कम-पाली वस्तुओं में उपयोग किया जा सकता है।


इस तकनीक से पहले, अधिकांश बनावट फ़ोटोशॉप में तस्वीरों से या तो हाथ से तैयार की जाती थी या बनाई जाती थी। Xbox 360 और PS3 के युग में, कई खेलों के लिए यह विधि अतीत की बात है, क्योंकि संकल्प में वृद्धि के साथ, मॉडल की गुणवत्ता में भी सुधार हुआ है।


इसके अलावा, पूर्व-गणना छायांकन के लिए धन्यवाद, सामग्रियों के व्यवहार में बहुत सुधार हुआ है। कई कलाकारों के लिए, यह एक महत्वपूर्ण मोड़ बन गया। सामग्री पहले की तुलना में बहुत अधिक जटिल हो गई। 2005 का यह डेमो उनके सामने आने वाली हर चीज को पार कर गया। उस समय, Xbox 360 भी नहीं था।


स्टेज लाइटिंग का एक नया तरीका भी सामने आया है - एंबिएंट रोशन मॉडल। रियल-टाइम रेंडरिंग को फिर से प्रीरेंडर के साथ पकड़ना था। वास्तविक समय रेंडरिंग के लिए AO बहुत महंगा है, इसलिए कलाकारों ने इसे बनावट में लिखना शुरू कर दिया है! एओ प्रकाश स्रोतों से अप्रत्यक्ष छाया को फिर से बनाता है जो विस्तार से प्रदर्शित करने के लिए बहुत छोटा है।


आज भी, वास्तविक समय AO 100% प्राप्त करने योग्य नहीं है, लेकिन हम पहले से ही इसके करीब हैं! SSAO और DFAO जैसी प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, 10 साल पहले की तुलना में स्थिति में बहुत सुधार हुआ है। बेक्ड एओ कार्ड अभी भी उपयोग में हैं, लेकिन शायद जब रेंडर बेहतर हो जाते हैं, तो उन्हें छोड़ दिया जाएगा।


संक्षेप में: PS3 और X360 के युग में, हमने पिछली पीढ़ी की तुलना में रिज़ॉल्यूशन में और भी अधिक उछाल देखा और छायांकन के साथ सतहों के लिए नए बनावट दिखाई दिए। और, ज़ाहिर है, प्रकाश की गुणवत्ता में सुधार हुआ है! आप पूरे दृश्य के लिए वास्तविक समय की छाया प्राप्त कर सकते हैं या विस्तार को बढ़ाने के लिए प्रकाश व्यवस्था सेंकना कर सकते हैं।


सब कुछ ठीक लग रहा है? लेकिन फिर भी खामियां हैं। मॉडल और बनावट का कम रिज़ॉल्यूशन, नए शेड के कारण उच्च लागत और खेल द्वारा जारी किए गए रिज़ॉल्यूशन को न भूलें। केवल 720p! (इसके अलावा, CRT टीवी पर फोंट के शेड्स एक समस्या बन गए हैं)।


एक अन्य समस्या स्पेकुलर मैप्स की रही। उस समय, प्रत्येक वस्तु के पास केवल "शानदार" कार्ड था। यह एक बड़ी सीमा है। सामग्री अवास्तविक लग रही थी। इसलिए, कुछ डेवलपर्स ने प्रतिबिंब नक्शे को विभाजित करना शुरू कर दिया। पहले उदाहरणों में से एक Bioshock अनंत खेल था।


परावर्तन मानचित्र अब सामग्री (लकड़ी, सोना, कंक्रीट, आदि) और "वृद्धावस्था" (दरारें, पहनने, आदि) द्वारा विभाजित किए गए थे। यह घटना नए प्रकार के छायांकन मॉडल के आगमन के साथ मेल खाती है - शारीरिक रूप से आधारित प्रतिपादन, PBR (शारीरिक रूप से सही प्रतिपादन)।

यह हमें आज की वर्तमान पीढ़ी तक पहुंचाता है। पीबीआर कई खेलों के लिए एक मानक बन गया है। पिक्सर द्वारा इस तकनीक को लोकप्रिय बनाया गया था, इसे कंप्यूटर ग्राफिक्स में प्रशंसनीय सामग्री बनाने के तरीके के रूप में मानकीकृत किया गया था। और इसे वास्तविक समय में लागू किया जा सकता है!


इसके अलावा, उद्योग ने पिछली पीढ़ी के स्क्रीन प्रभाव में दिखाई देने वाले कन्वेयर में सुधार किया है। वर्तमान पीढ़ी में टोन सुधार और रंग सुधार जैसे पहलुओं में सुधार हुआ है। पिछली पीढ़ी में, बनावट स्थापित करने में लंबा समय लगता था।


यदि आप पुराने खेलों और उनके रेंडरिंग तकनीकों के बारे में अधिक जानने में रुचि रखते हैं, तो मैं डिजिटल रूप से डीएफ रेट्रो श्रृंखला की सिफारिश करता हूं। लेखक ने साइलेंट हिल 2 जैसे व्यक्तिगत गेम का विश्लेषण करने का शानदार काम किया।


तुलना के लिए, मैं आपको दिखाता हूं कि पहले 3 डी गेम कैसा दिखता था और आज खेल में एकमात्र बनावट बनाने के लिए किस तरह के काम की आवश्यकता है।





आइए हम पिछले युगों में विकसित कुछ तकनीकों का भी संक्षेप में उल्लेख करते हैं जो आज भी उपयोग में हैं! कई "शैलीबद्ध" बनावट हैं जो प्रकाश व्यवस्था की जानकारी दर्ज करती हैं। अधिकांश सक्रिय रूप से यह बर्फ़ीला तूफ़ान का उपयोग करता है।


यह कंपनी ग्राफिक्स के लिए एक विचारशील दृष्टिकोण के साथ तकनीकी सीमाओं को जोड़ती है, और आश्चर्यजनक परिणाम प्राप्त करती है। शायद वे अन्य एएए खेलों की तरह बनावट के गुच्छा का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन परिणाम खराब नहीं कहा जा सकता है।


और कभी-कभी, पीबीआर तकनीक और हाथ से तैयार / सरलीकृत बनावट के लिए धन्यवाद, आप बहुत दूर जा सकते हैं। यह कई कार्यों के साथ एक आधुनिक इंजन की उपस्थिति से सुविधाजनक है।