Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Марта 2012 в 17:04, контрольная работа
В далеком шестьдесят первом году двадцатого века в Массачусетском Технологическом (знаменитый MIT) на одном из мэйнфреймов впервые родилась компьютерная игра под названием SpaceWar. Это событие осталось практически никому не известным, поскольку компьютеры тех времен были, как бы это повежливее, чуть-чуть дороговаты для того, чтобы на них играть. Но, само собой, это ничуть не мешало Настоящим Программистам, работавшим на них, делать для себя игры и играть в них.
Знаменитая SpaceWar была весьма любопытна с технологической точки зрения: в те времена и на том компьютере еще не было привычных для нас растровых графических дисплеев, только текстовые терминалы и, как вершина графических возможностей, векторные графические дисплеи, где электронный луч на каждом кадре не бегает по строкам, а прямо обрисовывает заданные программой контуры объектов.
1. Вступление.
В далеком шестьдесят первом году двадцатого века в Массачусетском Технологическом (знаменитый MIT) на одном из мэйнфреймов впервые родилась компьютерная игра под названием SpaceWar. Это событие осталось практически никому не известным, поскольку компьютеры тех времен были, как бы это повежливее, чуть-чуть дороговаты для того, чтобы на них играть. Но, само собой, это ничуть не мешало Настоящим Программистам, работавшим на них, делать для себя игры и играть в них.
Знаменитая SpaceWar была весьма любопытна с технологической точки зрения: в те времена и на том компьютере еще не было привычных для нас растровых графических дисплеев, только текстовые терминалы и, как вершина графических возможностей, векторные графические дисплеи, где электронный луч на каждом кадре не бегает по строкам, а прямо обрисовывает заданные программой контуры объектов.
Суть игры-прародительницы была весьма проста: два небольших кораблика летали по экрану и стреляли друг в друга снарядами. Так что первый в мире жанр – это, безусловно, аркада.
В 1971 году Нолан Башнелл (Nolan Bushnell) создал и начал продавать первую коммерческую аркадную игру: Computer Space. В основе – все та же SpaceWar, та же векторная графика, тот же сюжет, только вместо суперкомпьютера – вполне разумный по размерам и почти доступный по цене железный ящик. Первая попытка, как это часто бывает, провалилась.
Нолан переименовал компанию в Atari (название происходит от одного из ходов в настольной игре го) и в 1972 году выпустил эпохальную игру, начавшую, собственно, эру коммерческих игр. Знаменитейший Pong, простенькая аркада, где две тарелочки, управляемые двумя людьми или человеком и компьютером, отбивают мячик, стараясь удержать его на игровом поле.
В середине семидесятых группа разработчиков во главе с Вильямом Кроутером (William Crowther) разработала игру Adventure, первую текстовую "бродилку", положив начало жанру adventure game. Всё происходящее в игре выводилось на экран в виде текста.
В 1976 году Башнелл продал Atari фирме Warner Communications за двадцать шесть миллионов долларов, и та ориентировала его на домашний рынок, продавая нечто вроде современных приставок, но с единственной игрой.
Стив Джобс (Steve Jobs) и Стив Возняк (Steve Wozniak) придумали Breakout, больше известный в наши дни по такой игре фирмы Taito, как Arcanoid.
Еще через год, в 1977, Atari выпустила 2600 VCS, первую игровую приставку с несколькими играми.
В то же 1977 году фирма Apple начала продажи Apple II, в 1978 знаменитейшая игра Space Invaders родилась все в той же японской фирме Taito, а в 1979 ушедшими из Atari разработчиками была основана фирма Activision. Тогда же появилась Atari 800, где впервые был задействован восьмибитный процессор.
Индустрия в 1981 году взяла крупный рубеж: больше одного миллиарда долларов. Продано было около 300000 приставок и игральных автоматов.
А на следующий год продаж уже было больше, чем на шесть миллиардов долларов.
И все в том же 1981 произошло не слишком заметное поначалу, зато впоследствии полностью перевернувшее мир, событие: IBM впервые представила публике IBM PC.
Моментально стали образовываться фирмы, ориентированные исключительно на домашние компьютеры: Sierra On-Line, Broderbund, BudgeCo, Electronic Arts.
в 1983 году всех ждал суровейший кризис, продлившийся несколько лет. К 1984 году общий объем игровой индустрии составлял всего около 800 миллионов долларов.
В том же 1984 году Apple впервые представила народу Macintosh, и за первые шесть месяцев продала сто тысяч штук. Sierra On-Line выпустила первую игру из серии King's Quest, сохранившей популярность и до сих пор.
Время шло, компьютеры потихоньку становились все мощнее, игры все красивее, где-то года с 1987 на IBM PC стали появляться игры, похожие на сегодняшние, как раз тогда начал широко применяться видеоадаптер VGA, а потом и SVGA, и показ 256 цветов вместо 16 очень сильно поднял качество графики. После выхода Тетриса в 1988 году погоня за интересностью игр явно ослабела, заменившись погоней за зрелищностью. Надо еще, пожалуй, упомянуть выпуск в 1989 году карманной компьютерной игры Gameboy. С начала девяностых почти одновременно "пошел" бум и в играх для PC и в приставках.
Id Software, известная всему миру своими хитами Wolfenstein, DOOM и Quake, начинала когда-то, как маленькая команда, разрабатывающая аркадные игры для издателя Softdisk.
В 1992 при непосредственном участии программистов Тома Холла, Джона Ромеро и Джона Кармака (Tom Hall, John Romero, John Carmack) компанией id Software было выпущено три первых в истории компьютерных игр трёхмерных шутера – Hovertank 3D, Catacomb 3D и Wolfenstein 3D.
2. Описание инновации.
Первый "блин" id Software в плане создания 3D-шутера вышел, надо признать, не слишком приглядным комом. Сама игра называлась Hovertank 3D (май 1991 г.). По сюжету вы являетесь наемником Бриком Слэджем (Brick Sledge). Задача, поставленная перед вами, - спасти людей раньше, прежде чем их уничтожат ударами атомного оружия. Соответственно, живые люди - это не золотые монеты или боеприпасы, потому для их подбора и перевозки вам дадут целый танк с огромной пушкой. Чем больше спасете персон, тем больше денег заработаете. В общем, поскольку игровой процесс идет от первого лица, ничто не будет напоминать вам о танке, кроме сильно "плавающего" прицела, напоминающего о том, что вы все-таки находитесь в огромной движущейся боевой машине. Вывозить людей придется в условиях ограниченного времени, если не уложитесь в отведенный срок, то увидите на экране симпатичный ядерный "гриб", и - прощай, бравый наемник Слэдж!
Сюжет - сюжетом, но визуальное его воплощение оставляло желать лучшего. Лабиринты Hovertank 3D не столь сложны, как в последующих шутерах id Software, однако их стены без текстур, окрашенные в определенный цвет, настолько дезориентируют, что даже эти простые лабиринты могут показаться излишне запутанными (кроме того, вместо подробной карты-подсказки игроку предлагается ориентироваться по радару). Данный факт вызывает раздражение, потому что смотреть в игре, кроме как на обуглившиеся тушки убитых монстров и утомительно синие (коричневые, белые и т.д.) стены, просто не на что. Вспомним, что уже Wolfenstein 3D был своего рода "произведением искусства" - игрок между делом мог любоваться портретами Адольфа Гитлера и горящими лампами, инспектировать камеры и т.д.
После неудачи с Hovertank 3D другие разработчики, менее дальновидные и упорные, на месте id Software вполне могли бы свернуть работу в направлении "коридорных" 3D-шутеров. Но в id Software сразу поняли перспективность этого только нарождавшегося жанра, а также наступающий конец двухмерных "стрелялок". Не случайно второй шутер компании, Catacomb 3D, являлся продолжением двух 2D-шутеров Catacomb и Catacomb II, созданных Джоном Кармаком для платформ РС и Apple II и выпущенных в 1989-1990 гг.
Первая часть "катакомб", Catacomb 3D: A New Dimension, увидела свет в ноябре 1991 г. Немногим позднее ее переиздали как Catacomb 3D: The Descent. Что ж, игра заставляла себя уважать. Текстуированные стены с зеленой "плесенью", горящие синим светом порталы, ключи разных цветов, подходящие к дверям только соответствующего цвета, бутылочки с жизнью, потайные комнаты, возможность стрейфа - все это и другое приятно разнообразило геймплей и пребывание игрока в мрачных коридорах. Многие элементы Catacomb 3D затем были перенесены id Software в Wolfenstein 3D и Doom I, а Raven Software (при поддержке Кармака и К0) - в серию "фэнтезийных" Heretic и Hexen. По большому счету, серия "катакомб" и положила начало жанру "фэнтезийного" шутера, ведь главный герой Catacomb 3D - это весьма "продвинутый" Маг, поражающий врагов магическими шаровыми молниями.
В мае 1992 года вышел Wolfenstein 3D. Именно Wolf заставил игроков всего мира проводить множество часов за экранами своих компьютеров, бегая по запутанным уровням и отстреливая фашистов. По сюжету игроку предстояло сбежать из нацистского бункера, преодолевая сопротивление охраны и в конце игры расправляясь с самим Адольфом Гитлером. Однако сюжет никогда не был само важной частью рождённого id Software жанра. Скорее штрихом, создающим нужную атмосферу, антураж. Главными стал игровой процесс и графическая оболочка, о которых ниже.
Чтобы лучше разобраться, что же такого инновационного придумали программисты из id Software, поясним несколько терминов.
Спрайт. Слово sprite изначально означало «эльф», «фея». Этим словом в студии Диснея стали называть способ ускорения анимации второстепенных персонажей: персонаж рисовался на прозрачной плёнке, а потом эта плёнка накладывалась на сцену.
Двухмерные спрайты
Изначально в программировании под спрайтами понимали небольшие рисунки, которые выводились на экран с применением аппаратного ускорения. Впоследствии, с увеличением мощности центрального процессора, от аппаратных спрайтов отказались. Понятие «спрайт» распространилось на всех двухмерных персонажей. В частности, в видеоиграх Super Mario и Heroes of Might and Magic графика спрайтовая.
Трёхмерные спрайты.
В первых трёхмерных играх, например, Wolfenstein 3D (1992) и Doom (1993), персонажи рисовались в виде двухмерных рисунков, увеличенных или уменьшенных с учётом расстояния.
Billboard — спрайт, постоянно повёрнутый лицом к камере (по аналогии с рекламными щитами на автодорогах, которые повёрнуты под наиболее выгодным углом).
Impostor — спрайт, который заменяет трёхмерную модель на большом удалении.
Пиксели. Образно выражаясь, пиксели – квадратики разных цветов, из которых складывается наподобие мозаики плоское изображение. Сейчас границы между ними незаметны (при современном уровне технологий), раньше же на экран не могло быть выведено достаточное для этого количество пикселей, поэтому изображение было разбито на квадратики.
Текстура – изображение, состоящее из пикселей и как бы «натягиваемое» на трёхмерный объект.
Движок (англ. engine — мотор, двигатель) — компьютерная программа, которая не имеет собственного пользовательского интерфейса и является основой других программ. Как правило, движок является очень сложной в разработке программой и предназначен для включения в другие программы, с целью существенно сократить время их разработки. Используя готовый движок в своей программе, программист может большее внимание уделить пользовательскому интерфейсу программы, графике, логике работы программы и т.п.. Существует несколько основных типов движков, нас же интересует графический движок (игровой движок). Игровой движок (game engine) — система вывода и управления графикой и звуком в компьютерной игре, набор основных процедур, используемых в игре, искусственный интеллект и т.п..
Теперь к главному, собственно, к самим играм.
Графика в играх Hovertank 3D, Catacomb 3D и Wolfenstein 3D не была по-настоящему трёхмерной, хоть и очень похожей на таковую. Визуализация стен в псевдо-3D производилась с помощью рэй-кастинга (англ. ray casting), специального вида рэй-трэйсинга (англ. ray tracing). Этот метод заключается в определении полета каждого луча для каждой колонны пикселей; программа проверяет, не пересек ли он стену, и в соответствие с этим производит наложение текстур. Далее создается одномерный буфер, в котором располагаются масштабированные спрайты, которые изображают врагов, бонусы и предметы. Спрайты масштабированы, чтобы создать эффект зрительного уменьшения – увеличения объектов при изменении расстояния до них. Таким образом, первыми трёхмерными играми Hovertank 3D, Catacomb 3D и Wolfenstein 3D не являлись. Более того, сам способ визуализации (именно способ, а не движок) тоже был придуман не программистами id Software. Согласно словам Джона Кармака, главного программиста id Software, игровой движок был создан под вдохновением от технологической демо-версии игры Origin/Looking Glass Studio, CRPG от первого лица - Ultima Underworld: The Stygian Abyss в 1991. Кармак утверждал, что сможет создать более быстрый визуализатор, в чем и преуспел. Движок Wolfenstein 3D несколько слабее такового в Underworld (в нём отсутствуют наклонные поверхности и освещение), однако Wolfenstein 3D требует и меньше аппаратных ресурсов.
В чём же заключалась инновация? Инновация заключалась в самой идее. Оставить игрока в переплетении узких и не очень коридоров. Дать ему несколько видов виртуального оружия. И доверху набить коридоры врагами. Не забыв, конечно же, про вид «из глаз» и передовую графическую начинку. Простая концепция, благодаря своей простоте обретшая огромную популярность. Мало того, что был рождён новый жанр компьютерных игр – так называемый «шутер от первого лица» (first-person shooter или FPS), отношение общества к компьютерным играм начало ускоренно меняться. До этого потенциальные игроки и не подозревали, что игра на персональном компьютере может так сильно привязать к себе.
3. Классификация инновации.
С точки зрения широты охвата инновацию можно классифицировать как глобальную.
Она оказала огромное влияние на индустрию электронных развлечений, открыв эру трёхмерных игр, продолжающуюся до сих пор. Она распространилась за пределы отрасли, пусть с запозданием и в меньшем объёме. Инновация прекратила использование трёхмерного моделирования в узко специализированных целях. Но главное, при всей распространённости персональных компьютеров, игры для них воспринимались как способ проведения досуга в перерывах между работой. Появление тройки игр (особенно Wolfenstein 3D) изменило ситуацию. Персональный компьютер начал восприниматься, как средство досуга. Возросшее значение возможностей персонального компьютера, чаще всего использовавшихся в играх – а именно моделирования графических и физических процессов, просчёт искусственного интеллекта – обусловило появление графических и физических ускорителей, развитие производства микропроцессоров. Проще говоря, дало толчок производству комплектующих. Не секрет, что более мощные персональные компьютеры приобретаются, что играть в более навороченные игры, требующие большего количества ресурсов. Инновация продвинуло компьютерные игры и персональные компьютеры на потребительский рынок, потому только игры-хиты способствуют высоким продажам игровой платформы и игр для неё. И если до этого создание игр для персональных компьютеров больше напоминало хобби программистов, то появление благодаря инновации тройки выше названных игр обусловило развитие индустрии производства и обслуживания компьютерных игр до своего теперешнего состояния – индустрии с миллиардным годовым оборотом. Здесь надо пояснить, что речь идёт об отрасли именно компьютерных игр, а не об индустрии видеоигр вообще.
По степени радикальности это улучшающая инновация. Три игры, о которых здесь идёт речь, не стали первыми компьютерными играми. Однако и в других отраслях такая инновация не применялась, хотя бы потому, что её и негде больше применять. Инновационная роль программистов id Software заключалась в правильном применении известных технологий и имевшихся ресурсов в рамках отрасли, называемой игровой индустрии.