История, рассказанная в играх: как начинался Doom

23.08.2018     

Игровой турнир QuakeCon-2018 в Далласе порадовал игроманов трейлером нового шутера Doom:Eternal от id Software. Вспоминаем, с чего начинался путь компании-разработчика компьютерных игр к знаменитой «стрелялке».

Id Software первой реализовала эффект присутствия для игроков, дорисовав руку персонажа в нижней части экрана. Их самыми успешными проектами являются Wolfenstein, Doom и Quake, которые отражают историю развития игровой графики. Локализацией и адаптацией Wolfenstein RPG и Enemy Territory: Quake в России занималась компания «1С-СофтКлаб».

Серия Commander Keen

Первая часть сайд-скроллера Commander Keen вышла в 1990 году, тираж составил 30 тысяч копий.

Сайд-скроллер — видеоигра, в которой игровой процесс происходит с боковой точки зрения. На экране объекты как правило движутся слева направо.

Для ее создания разработчики придумали, как не перерисовывать весь фон в каждом кадре игры, чтобы не замедлять ее работу. В id Software заметили, что движение игрока происходит постепенно, поэтому кадр смещается незначительно и включает уже отрисованное изображение.

 

Принцип работы движка для Commander Keen

 

Во время создания игры Commander Keen в видеопамяти сохранили фон из отдельных графических объектов – тайлов, но на экран выводили только его часть. Когда игрок перемещался, вместе с ним смещалась граница фона, включая в себя ранее «спрятанные» тайлы. Даже когда персонаж приближался к внешней стороне границы, движок добавлял только небольшую полоску новых тайлов, но большая часть изображения копировалась, оставаясь неизменной.

Разработчикам помогли в этом и особенности тогда новой графической карты Enhanced Graphics Adapter (EGA). Она обладала большей встроенной памятью, указывая на различные адреса которой карта могла «выбирать» изображение для передачи и оперативно перемещать данные внутри видеопамяти. Так решалась проблема прерывистой и низкоскоростной графики.

Wolfenstein 3D

Перед созданием Wolfenstein создатели долго экспериментировали с 3D-графикой. Обычно для создания трехмерного изображения квадратные тайлы заменяли полигонами-многоугольниками: минимальной поверхностью для визуализации в трехмерной графике, которая формирует пространство вокруг игрока. Но и здесь встала проблема отрисовки поверхностей для каждого кадра, негативно влиявшая на качество игры.

Один из основателей id Software Джон Кармак создал программу, которая будет рисовать только трапеции: именно такую форму имеют стены в трехмерном пространстве. Кроме того, он упростил систему трассировки лучей. При трассировке лучей компьютер отрисовывает сцены, проводя разноцветные линии из точки местонахождения игрока в направлении его взгляда. Когда линия сталкивается с поверхностью, соответствующий ей пиксель на экране окрашивается в нужный цвет.

Упрощенный принцип трассировки лучей id Software

 

Но таких линий нужно очень много. Чтобы упростить задачу, Кармак сделал все стены в трехмерном пространстве одной высоты. Это уменьшило количество линий, необходимых для трассировки, поскольку теперь они испускались только в горизонтальной плоскости и масштабировали видимую высоту стены согласно ее удаленности от игрока. Конечное изображение получалось в 3D, но требовало для этого гораздо меньше «усилий» со стороны игрового движка.

Игра стала настолько быстрой, что Intel, желая подчеркнуть скорость нового процессора, демонстрировали его работу на примере Wolfenstein. Игроки же получили приятные бонусы, и смогли дополнять Wolfenstein собственными уровнями и графикой.

Doom

Бесплатная версия игры Doom появилась на ftp-сервере университета Висконсина. Она включала только один эпизод, но он обещал игрокам непрерывный экшен и динамичные уровни. Особенно искушенных игроманов привлекали арсеналом необычного оружия и мрачной атмосферой.

Специально для Doom специалисты id Software разработали псевдотрехмерный игровой движок – id Tech 1 или Doom engine. От движка для Wolfenstein 3D он отличается целым рядом параметров. В игре отрисовали тени: отдаленные объекты затемнялись, а приближенные были ярче, чтобы создать атмосферу погружения. В Wolfenstein таких цветовых вариантов не было. Появились движущиеся элементы обстановки: лифты, дистанционно открывающиеся двери и потолки, придавливающие персонажа игры. Самому главному герою добавили правдоподобности: во время перемещения он покачивался вверх-вниз, имитируя ходьбу.

Псевдотрехмерная графика подразумевает, что игрок может передвигаться во всех трех плоскостях и находится как будто в 3D-мире. На самом деле, это не так: уровни состоят из отдельных комнат-секторов с различной высотой пола и потолка, при этом одна комната не может находиться над другой. Подавляющее число предметов и противники игрока – не объемные фигуры, а спрайтовая анимация, когда неподвижные двумерные картинки – спрайты – быстро сменяют одна другую. 

Из-за отсутствия проверок по оси Z игроки несли урон: монстры могли нанести урон персонажам на крыше, находясь в подвале. Так же и игроки: брошенная в основание здания граната убивала противника на чердаке.

Релиз игры состоялся в декабре 1993 года, а второй части – в октябре 1994 года. В сиквеле культовой игры геймеры получили больше оружия, новые уровни (игра насчитывает 30 уровней), но движок остался прежним. Id Software продала 1,5 млн копий Doom II, по 50 долларов за каждую.

 

Кадр из игры Doom 1996


Quake

Релиз Quake состоялся в 1996 году. Игра по сюжету схожа с Doom: безымянный солдат продолжает воевать с монстрами, попадает на территорию врага и борется с ними там. Игроки проходят уровни, разыскивают ключи, собирают аптечки и боеприпасы.

Но при этом создатели игры обратились к передовым графическим технологиям, использовав для Quake трехмерный движок Quake engine. Разработка команды id Software стала одним из первых движков, который способен в реальном времени полностью обрабатывать 3D-графику. Для этого движок использует систему BSP-деревьев, которая сортирует визуальные объекты в порядке их удаления от наблюдателя и обнаруживает пересечение между собой двух или более объектов. 

BSP (binary space partitioning) – двоичное разбиение пространства, способ разделения области на более мелкие части. Система стала популярной среди разработчиков после того, как ее использовали в играх Doom (для двухмерной графики) и Quake (для трехмерной).

Id Software поощряла желание геймеров самостоятельно изменять игру. Архитектура Quake создана открытой, чтобы разработчики могли вносить модификации, некоторые из которых меняли игру до неузнаваемости, вплоть до локаций и персонажей. 

Quake II 

Quake II вышел в декабре 1997 года. Специально для игры Джон Кармак разработал отдельный движок: id Tech 2 – дальнейшее развитие Quake engine. От предыдущей версии ему достались наработки: Quake World (многопользовательский компонент) и WinQuake, адаптировавшая игру под Windows 95.

В id Tech 2 впервые реализовали поддержку ускорителей графики OpenGL: на базовом уровне это документ, который описывает набор функций и их точное поведение. Но при реализации спецификация призвана оптимизировать работу и эффективнее использовать возможности оборудования. Но поддержку ускорителей включили лишь для нескольких видеокарт: 3dfx Voodoo, nVidia RIVA TNT, ATI RagePro.

Кроме того, id Software почти одновременно с релизом игры издала исходный код библиотеки игры. Это позволило модифицировать игру сторонним авторам. Закрытым создатели оставили исходный код клиентской части и серверного ядра, чтобы нельзя было добавить, например, графические эффекты. 

Разработчики модификаций остались недовольны: оказался недоступен режим просмотра глазами другого игрока. Проблему решили спустя несколько лет в Quake III, добавив дополнительную клиентскую библиотеку игры. Ее исходный код оставался открытым вместе с серверной библиотекой. 

Несмотря на сходство оружия и обстановки, назвать игру продолжением Quake нельзя: враги и сюжетная линия в Quake II другие. Изначально разработчики планировали дать шутеру другое название, но все выбранные варианты оказались заняты. 

 

Кадр из игры Quake 1993

 

Quake III 

В 1999 году разработчики id Software смогли развернуть сетевой потенциал игры вовсю мощь. В игре Quake III Arena игроки сосредоточены на сетевых схватках. Современный по меркам того времени движок id Tech 3 позволял модифицировать игру: прежде всего, геймерам упростили проведение чемпионатов. 

Для этой игры Кармак написал движок id Tech 3: он не базируется на предыдущей версии. Спустя несколько лет коммерческого использования разработчики открыли исходный код id Tech 3, как делали это для предыдущих движков.

Новинкой в id Tech 3 стало использование трехмерных моделей формата MD3. Этот формат использует вертексную анимацию, которая позволяет записывать любые изменения геометрии трехмерного объекта. Персонажи в MD3 состоят из нескольких скрепленных друг с другом частей, двигающихся независимо друг от друга. Тогда как предыдущие движки id Software использовали скелетную анимацию, когда в древообразной структуре костей персонажа каждая последующая кость повторяет движения и повороты предыдущей.

Движок id Tech 3 может работать с несколькими видами теней: самой простой – капельной тенью, непрозрачной черной с резкими краями и полупрозрачной. В зависимости от того, как освещается объект.

В 2000 году компания выпустила официальное дополнение к игре, куда добавила новые виды оружия и модели. Но ожидаемой популярности новинка не получила: id Software запоздала с модификациями, за это время в игре прижились моды сторонних разработчиков.

Джон Кармак говорит о многолетней работе id Software над играми так: «На этом пути были критически важные точки развития. Сначала переход к виду от первого лица, потом произвольные 3D-миры, затем — аппаратное ускорение… Но с важнейшими задачами мы справились. Мы можем усовершенствовать качество, спецэффекты и всё подобное. Но у нас уже есть фундаментальные инструменты, необходимые для создания игр, являющихся симуляцией мира».

Продолжение следует. 


Автор:
Сергей Кравченко Обозреватель


В какую из этих игр вы играли?


Quake III (78.57%, 55 голосов)
78.57%
Doom II (60%, 42 голосов)
60%
Quake II (54.29%, 38 голосов)
54.29%
Quake (45.71%, 32 голосов)
45.71%
Doom III (45.71%, 32 голосов)
45.71%
Doom (1993) (42.86%, 30 голосов)
42.86%
Wolfenstein 3D (35.71%, 25 голосов)
35.71%
Doom (2016) (25.71%, 18 голосов)
25.71%
Commander Keen (1.43%, 1 голосов)
1.43%

Комментарии
В избранное Подписаться на ответы Сортировка: Древо развёрнутое
Свернуть все
1. user774630 23.08.18 13:25 Сейчас в теме
Активно играл в первый Quake несколько лет (98-00 гг.) И спустя годы считаю, что лучше бы я программирование изучал :)
Jestery; dunpil; mavom; DmitryKSL; Interrupted; ccserg; товарищ Ын; dimisa; NataLisa; DarkUser; Sartinsky; awk; Kochergov; SKravchenko; CyberCerber; +15 Ответить
2. rujiy_kot 9 23.08.18 14:21 Сейчас в теме
А мы играли в школе в начале нулевых по сети в quake, когда уходил учитель.
Это были лучшее время на уроках информатики! Всё, что нужно было пройти на уроке мы делали дома.
3. kzotiks 23.08.18 15:21 Сейчас в теме
Первая "сетевая" у меня была игра Netwars по com портам, а потом уже и другие пошли с ipх протоколами через коаксиальный.
4. roman77 145 23.08.18 17:34 Сейчас в теме
А я и сейчас в Q3 Excessiveplus поигрываю. Сервер до сих пор работает. Где-то с 20:30 до 22:00 на отдельных серверах собирается интернациональная общественность.
5. KEV8383 20 24.08.18 15:52 Сейчас в теме
Играл Quake и в Quake2 но потом перешел на StarCraft )))
6. ipoloskov 121 24.08.18 16:00 Сейчас в теме
Протянули локальную сеть в общаге, чтобы играть мультиплеер
Оставьте свое сообщение

См. также

Число загрузок мобильных приложений обновило рекорд

Новость Аналитика ИТ-новость Мобильные приложения

Пользователи стали устанавливать больше мобильных приложений, а количество загрузок достигло рекорда. Кроме того, увеличилось и время использования приложений, выяснили аналитики агентства App Annie.

вчера в 14:11    165    user1015646    0       

Роспечать предложила создать сервисы для поиска фейков и анализа контента

Новость Искусственный интеллект ИТ-новость Новости компаний

Роспечать предложила использовать искусственный интеллект для распознавания поддельных новостей. Каким образом нейросеть будет определять дипфейки, эксперты не знают.

вчера в 11:30    171    VKuser24342747    2       

Microsoft заблокировала возможность деинсталляции Edge из Windows 10

Новость Windows Интернет ИТ-новость Новости компаний

Microsoft официально подтвердила, что пользователи не смогут деинсталлировать новый браузер Edge после обновления Windows 10.

13.08.2020    399    SKravchenko    0       

Создан новый язык программирования Armada для работы с параллельными вычислениями

Новость ИТ-новость Языки программирования

Группа исследователей опубликовала новый язык программирования Armada. Язык предназначен для формальной проверки высокопроизводительных параллельных программ.

12.08.2020    1064    SKravchenko    8       

Энтузиаст запустил в Minecraft компьютер на Windows 95

Новость ОС Windows Видеоигры ИТ-новость

Разработчик delta2force представил мод VM Computers для популярной игры-песочницы Minecraft. Он позволяет добавить в игру виртуальный компьютер и запустить на нем Windows 95.

12.08.2020    502    user1015646    2       

Выпущен ПК весом 83 грамма с поддержкой нескольких десктопных ОС

Новость Гаджеты ИТ-новость Микроэлектроника

Компания XCY выпустила миниатюрный компьютер Mini PC Stick, по размеру напоминающий флешку, помещающуюся в ладони. В качестве ОС на него можно установить Windows 10 или Linux.

11.08.2020    860    user-programmist    10       

Сбербанк создаст криптовалюту, привязанную к рублю

Новость Банки Блокчейн ИТ-новость Новости компаний

Сбербанк выпустит собственную криптовалюту Sbercoin – стейблкоин, курс которого будет привязан к рублю. Он упростит внутренние транзакции и не противоречит закону о цифровых финансовых активах (ЦФА).

11.08.2020    549    user1015646    7       

Windows 10 сможет запускать приложения с Android-смартфонов

Новость Windows Android Infostart Software Partners Маркет Новости компаний

5 августа 2020 года Microsoft объявила о новшествах, которые появятся в Insider Preview Build 20185. Одной из самых интересных функций стало дальнейшее развитие службы «Ваш телефон».

07.08.2020    882    capitan    4       

Программист из Slack превратил MacOS 8 в кроссплатформенное приложение

Новость ОС Mac OS ИТ-новость

Разработчик создал приложение, позволяющее запустить MacOS 8 на современных компьютерах как обычное приложение. Для этого не понадобится даже предварительно устанавливать эмулятор.

06.08.2020    731    VKuser24342747    0       

МТС получил первую в России лицензию на развитие сети 5G

Новость ИТ-новость Новости компаний Телекоммуникации

Роскомнадзор предоставил МТС лицензию на строительство сети 5G по всей территории России — в 83 из 85 субъектов. Срок действия лицензии - до лета 2025 года. Для развития сети были выданы частоты от 24,25 до 24,65 ГГц.

05.08.2020    733    user-programmist    1       

Работа с большими данными во всем мире должна регулироваться профстандартом

Новость Искусственный интеллект ИТ-новость

Британское компьютерное общество (BCS) вместе с Королевским статистическим обществом (RSS) и Королевской инженерной академией (RAEng) начали работу по созданию профстандартов в отрасли больших данных (BigData).

05.08.2020    618    SKravchenko    3       

GitHub представил дорожную карту развития сервиса

Новость GitHub ИТ-новость

GitHub будет лучше знакомить разработчиков с грядущими обновлениями сервиса при помощи публичных дорожных карт. Пользователи смогут влиять на выполнение запланированных улучшений и помогать им продвигаться вперед по карте.

05.08.2020    627    VKuser24342747    0       

IEEE опубликовал свежий рейтинг языков программирования

Новость ИТ-новость Языки программирования

Институт инженеров электротехники и электроники IEEE Spectrum недавно опубликовал свой рейтинг языков программирования за 2020 год. Как и в последние несколько лет Python снова лидирует, но есть и несколько сюрпризов.

04.08.2020    857    SKravchenko    1       

Facebook запускает конкурента Zoom

Новость ИТ-новость Мессенджеры Новости компаний

23 июля Facebook объявил, что расширяет возможности Messenger Rooms и Facebook Live, – теперь пользователи могут организовывать онлайн-совещания с участием до 50 человек.

03.08.2020    664    SKravchenko    0       

Виртуальные фанаты заполнят пустые стадионы

Новость Искусственный интеллект ИТ-новость Телекоммуникации

Из-за пандемии COVID-19 сто двадцатый сезон в истории главной лиги бейсбола США пройдет с пустыми стадионами. Но Fox Sports для своих трансляций будет заполнять трибуны виртуальными фанатами с цифровой визуализацией.

31.07.2020    718    SKravchenko    2       

Начался выпуск российских материнских плат для ARM-процессоров «Байкал»

Новость Импортозамещение ИТ-новость Микроэлектроника

Первую российскую материнскую плату для нового ARM-процессора Baikal-M представили компании «Байкал электроникс», «Эдельвейс» и «Базальт СПО». Ориентировочная стоимость платы – 50 тыс. рублей.

30.07.2020    822    user1015646    3       

Банки оценили переход на отечественное ПО в сотни миллиардов рублей

Новость Банки ИТ-новость Цифровая экономика

Российские банки пересчитали планируемые расходы на внедрение отечественных программ. Затраты финансовых учреждений могут составить до 150 млрд рублей.

30.07.2020    606    VKuser24342747    0       

Молодые сотрудники используют больше разных приложений для работы

Новость Автоматизация Аналитика ИТ-новость

Исследование, проведенное консалтинговой фирмой Creative Strategies по изучению сотрудничества, показало значительные различия в стиле и подходе к работе у разных возрастных групп.

29.07.2020    892    SKravchenko    0       

Microsoft представила утилиту для мониторинга процессов в Linux

Новость Linux ИТ-новость Новости компаний

Компания Microsoft выпустила утилиту ProcMon (Process Monitor) для Linux. Программное обеспечение распространяется под открытой лицензией MIT. Ранее ProcMon была доступна только для Windows.

29.07.2020    785    user1015646    2       

Google сделает Android Go обязательной на устройствах с ОЗУ меньше 2 ГБ

Новость Google ИТ-новость Мобильные приложения

С октября 2020 года на все новые Android-устройства, имеющие объем ОЗУ 2 ГБ и менее, Google заставит устанавливать Android Go – модифицированную версию Android для устройств начального уровня.

28.07.2020    1679    SKravchenko    0       

Google Cloud представил новые средства безопасности

Новость Google Безопасность ИТ-новость

Облачная платформа Google Cloud разработала новые инструменты для обеспечения безопасности. Они ориентированы на крупные коммерческие компании, банки и государственные учреждения.

28.07.2020    757    user1015646    0       

ПК на Windows могут перейти на ARM-процессоры

Новость Windows Mac OS ИТ-новость Микроэлектроника

22 июня Apple объявила о переходе Mac на процессоры собственного производства на базе архитектуры ARM. Первые системы появятся к концу года, начав двухлетний переходный период.

24.07.2020    1942    SKravchenko    1       

Разработчики GitHub представили GCM Core – инструмент универсальной аутентификации для Git-серверов

Новость GitHub ИТ-новость

Git Credential Manager Core – это кроссплатформенный инструмент, который может стать альтернативой традиционной HTTPS- или SSH-аутентификации для Git-серверов. Планируется, что в будущем он заменит существующие утилиты аутентификации для Windows, macOS и Linux.

24.07.2020    1194    user1015646    1       

Google выпустила большое обновление Chrome

Новость Google Безопасность Интернет Интерфейсы ИТ-новость

14 июля Google выпустила стабильную версию браузера Chrome 84 Desktop для Windows, Mac и Linux. Новый Chrome получил поддержку Web OTP API, ярлыки PWA и умеет блокировать навязчивые уведомления.

23.07.2020    1810    SKravchenko    0       

GitHub разместил пленочный архив открытого кода в арктическом хранилище

Новость GitHub ИТ-новость

GitHub завершил масштабный перенос архива открытого исходного кода в хранилище Arctic World Archive. Данные будут храниться в виде фотоснимков на пленочных накопителях.

22.07.2020    1206    VKuser24342747    2