Секрет реалистичной анимации GTA IV⁠⁠

С релиза Grand Theft Auto IV прошло уже 10 лет, но "вау-эффект" от знакомства с её физикой и анимацией всё ещё не улетучивается, а YouTube завален сравнениями GTA 4 и GTA 5, которые наглядно демонстрируют, что "раньше было лучше". Что позволило старенькой четвертой ГТА обзавестись настолько крутой анимацией, и почему спустя столько лет её так трудно переплюнуть.

(Оригинал поста в блоге автора на Дзене)

Скорее всего, вы слышали про штуковину под названием euphoria ещё до выхода GTA IV – уж больно громогласно Rockstar хвастались этой технологией. В презенташках показывали запредельно крутую анимацию персонажей, которая, будучи на 100% программным средством, выглядела не хуже захвата движений живых актёров. Но больше всего поражала даже не плавность и достоверность движений, а способность системы реагировать на внешние объекты, с которыми контактирует подконтрольный "эйфории" персонаж. Сценка пьянки с Романом, по-полной раскрывающая возможности эйфории, стала одним из самых запоминающихся эпизодов игры.

How it works?

Как и всегда, попробую осуществить ликбез максимально кратко и понятным для всех языком.

В отличие от стандартной для современных игр ragdoll-физики, когда модель анимируется с помощью шарнирных соединений на местах суставов, euphoria моделировала как скелет, так и мышечные ткани, после чего снабжала всё это искусственным интеллектом с одной лишь сверхзадачей – самосохранение. Грубо говоря, тряпичной кукле сообщали самую полную информацию о её форме, массе, эластичности и пр., и она, используя все эти данные, должна была переносить случающиеся с ней невзгоды максимально безболезненным для себя образом. Именно потому, что в реальной жизни происходит ровно то же самое, анимация персонажей с euphoria выглядела настолько круто и правдоподобно.

Сравнение euphoria (слева) и ragdoll (справа)

Вот вам простой пример. Если, упаси Талос, кто-нибудь скастует на вас ФУС-РО-ДА, то вы не отлетите в сторону как мешок с навозом, а сгруппируетесь и попытаетесь приземлиться либо на мягкие ткани, либо на конечности. Да, ваш мозг – не компьютер, и вы не всегда сможете вовремя среагировать на угрозу и в ряде случаев плюхнетесь на землю не самым удачным образом, но разработчики euphoria подумали даже об этом. В систему включили симуляцию задержки от момента осознания опасности до реакции на неё и разбавили всё это элементами случайности. Всё это позволило системе каждый раз генерировать абсолютно уникальные, но всегда максимально реалистичные анимации.

Будучи системой процедурной анимации, euphoria получала множество преимуществ перед различными методами motion capture (захвата движения), обладая почти безграничной гибкостью и освобождая разработчиков от необходимости работы с живыми актёрами. Казалось, euphoria бьёт все палки одним зайцем и волшебным образом решает все трудности анимации, но почему же спустя столько лет мы практически нигде вновь не увидели эту чудесную технологию?

Куда делась эйфория?

Дело тут в том, что в отличии от того же всем известного Havok, euphoria – это не программный пакет, не физический движок и не плагин для рокстаровского RAGE Engine. Систему Dynamic Motion Synthesis (именно так поначалу называлась euphoria) разрабатывала конторка талантливых выходцев из Оксфорда – NaturalMotion, и изначально никто даже не думал применять её в играх. Осознав, насколько круто DMS симулирует анимацию, ребята стали эдаким коллективом фрилансеров, работая то на кинематограф, то на игровую индустрию. Первый по-настоящему масштабный заказ NaturalMotion получили именно от Rockstar. Задача стояла вполне понятная, но совсем не простая – разработать ультимативную систему процедурной анимации для GTA IV.

NaturalMotion не просто копипастили код своей чудо-программы в движок RAGE и нажимали кнопку "СДЕЛАТЬ ЗА*БИСЬ" – к сожалению, так оно не работало. Интеграция euphoria в игру – это гигантская по объемам инженерная работа, над которой трудится множество высококлассных и очень дорогих специалистов. Кроме того, именно работа над GTA IV была проведена максимально скрупулёзно. Это была по-сути презентация технологии – во-первых, и Rockstar не скупились на роялти – во-вторых. Точная сумма заказа не известна, но несколько несвязанных друг с другом источников говорят о семизначных суммах в $.

Стоит ли говорить, что при таком прайсе за услуги список потенциальных клиентов катастрофически сужается. В общей сложности, euphoria была интегрирована всего в семь игр, половина из которых – проекты Rockstar. Вот полный список: GTA 4, GTA 5, Max Payne 3, Red Dead Redemption, Star Wars: The Force Unleashed, Star Wars: The Force Unleashed 2 и симулятор американского футбола Backbreaker. Даже большие дядьки из Sony и Ubisoft решили разобраться с анимацией своими силами.

Star Wars: The Force Unleashed

Если проблема с доступностью объясняет отсутствие euphoria в современных играх, то ситуация с даунгрейдом физики и анимации в GTA 5 всё ещё остаётся открытым вопросом. К сожалению, я не смог нарыть для вас хоть сколько-нибудь достоверной инфы по интеграции euphoria в GTA 5, кроме того, что она там есть – уж очень Rockstar закрыты для медиапространства. Могу лишь строить догадки о том, что чрезмерно сложная анимация и физика вышла бы боком в GTA Online, где важно максимально быстро синхронизировать между десятками клиентов всё происходящее в сцене. Пишите свои теории в комментарии, может хоть вместе разберёмся.

Сравнение GTA 5 и GTA 4

К счастью, euphoria не ушла бесследно, оставив после себя более простую и дешёвую версию системы анимации – Morpheme. Насколько я понимаю, эта штука интегрируется в движок игры гораздо легче, чем euphoria, но выглядит не так эффектно. Morpheme использовалась в Killzone: Shadow Fal, Until Dawn и Quantum Break – уже довольно свежих играх.

P.S.

Современная игровая индустрия – это гигантский конвейер, и чем универсальнее, проще и дешевле будет каждый его элемент, тем, соответственно, лучше для разработчика и издателя. Невероятно прорывная и зрелищная euphoria не очень вписалась в рынок, будучи слишком громоздкой и дорогой, но не сильно конвертируемой в прибыль с продаж финальной игры. Современные игроки любят глазами, поэтому разработчики сосредоточили силы на визуальных красотах, а анимация и физика отошли на второй план. Впрочем, об этом моменте я уже рассказывал в материале про эволюцию игровой физики.