Как используются IT-технологии в играх: Skyrim, Half-Life, Pokemon Go, Fortnite, CryptoKitties и Dota 2

Именно в играх мы можем прожить любой экспириенс, побывать в какой угодно локации и испытать большинство ощущений, приближенных к реальности, находясь в вымышленных ситуациях. Все это происходит за счет труда сотен и тысяч программистов по всему миру. Для вас мы приоткроем занавесу тайны — что двигает игры вперед и делает их лучше на самом деле и покажем это на примерах топовых игр десятилетия.

Со времен Змейки игры стали гораздо сложнее и интереснее, и в этом виноват технический прогресс. Использование таких технологий как искусственный интеллект, виртуальная и дополненная реальность, облачные вычисления, блокчейн и машинное обучение позволяют создавать реалистичный игровой процесс, расширять возможности взаимодействия с виртуальным миром и делать игры более адаптивными к предпочтениям игроков.

С чего начинается программирование игры

Как и любое программное обеспечение, игра начинается с кода. Программисты пишут логику игры на разных языках программирования — C++, C#, Java, Python. Выбор языка зависит от поставленных задач и используемого игрового движка.

Игровые движки предоставляют программистам готовые инструменты для работы с графикой, физикой, анимацией. Популярные движки вроде Unreal Engine или Unity позволяют быстрее создавать игры нужного уровня качества. Разработчики могут также собрать собственный движок с нуля.

Игровые движки бывают разных типов и уровней сложности. Вот некоторые из них:

• Unity — один из самых универсальных игровых движков, который поддерживает множество платформ и жанров. Основной язык программирования — C#.
• Unreal Engine — мощный и красивый игровой движок, который используется для создания игр высокого качества графики и реализма. Основной ЯП — C++.
• Game Maker Studio — простой и удобный игровой движок, который подходит для начинающих разработчиков и создания 2D-игр. Основной ЯП — GML (Game Maker Language).
• Godot — открытый и бесплатный игровой движок, который поддерживает 2D- и 3D-графику и множество платформ. Основной ЯП — GDScript (похож на Python).
• Cry Engine — продвинутый игровой движок, который используется для создания игр с высоким уровнем детализации и реализма. Основной ЯП — C++.

Разработка игр

(GameDev)

GameDev (рус. геймдев) — это процесс создания игры, включающий в себя проектирование, программирование, графическое и звуковое оформление, тестирование и распространение игры. Разработка игры обычно состоит из нескольких этапов:

• Прототипирование — создание базового функционала для «чернового» варианта игры. На этом этапе проверяется основная идея и геймплей.
• Геймдизайн — разработка концепции и дизайна игры. На этом этапе определяются жанр, сеттинг, сюжет, персонажи, механики и уровни.
• Производство — реализация дизайна игры в виде программного кода и графического контента. Успех данного этапа зависит от слаженной работы программистов, художников, аниматоров, звукорежиссеров и других специалистов.
• Тестирование — проверка качества и исправления ошибок в игре. Это задача тестировщиков, которые ищут баги, лаги, вылеты и другие проблемы в игре.
• Распространение — выпуск игры на рынок и продвижение ее среди потенциальных игроков. Необходима слаженная работа маркетологов, продюсеров, издателей и других специалистов.

Созданием компьютерных игр можно заниматься как на профессиональном уровне, так и на любительском. Первый подразумевает коммерческие цели, второй — творческую самореализацию.

Для одиночки-разработчика характерно выполнение всех задач в самому — от создания геймплея до программирования. Работа в одиночку позволяет полностью реализовать свое видение, но требует разносторонних навыков.

В командной разработке участники берут на себя определенные роли в соответствии со своими сильными сторонами. Программисты пишут код, дизайнеры создают графику, менеджеры координируют процесс. Командный подход эффективен для крупных проектов.

Какие бывают IT-технологии в играх

Искусственный интеллект

(Artificial Intelligence)

AI используется для создания систем, способных имитировать человеческое мышление и поведение. Он нужен в играх для того, чтобы сделать персонажей, противников и окружение более реалистичными, интерактивными и адаптивными. Например, AI может:

• Определять цели, стратегии, тактики, эмоции и речь персонажей
• Генерировать случайные события и задания
• Анализировать действия и предпочтения игрока
• Обучаться на основе опыта и обратной связи.

Виртуальная реальность

(Virtual Reality)

VR применяется для построения иммерсивных (погружающих) сред, в которых игрок ощущает себя как часть игрового мира. То есть он видит, слышит, ощущает и взаимодействует с игрой с помощью специальных устройств, таких как шлемы, очки, наушники, перчатки и контроллеры. Все это приводит к усилению ощущений присутствия, реализма и эмоционального вовлечения.

Дополненная реальность

(Augmented Reality)

AR позволяет совмещать виртуальные элементы и реальную среду, в которой находится игрок. AR позволяет игроку видеть и взаимодействовать с виртуальными объектами, персонажами или информацией с помощью камеры, экрана или проектора.

Облачные вычисления

(Cloud computing)

Удаленные серверы используются для обработки и хранения игровых данных. Облачные вычисления улучшают производительность, доступность и масштабируемость игры, то есть позволяют игроку:

• Запускать игры на любых устройствах без необходимости установки
• Сохранять и синхронизировать свой прогресс и настройки
• Играть в онлайн-игры с большим количеством игроков
• Получать обновления и дополнения без задержек.

Блокчейн

(Blockchain)

Технологии блокчейна обеспечивают безопасность, прозрачность и децентрализацию игры. С ними игрок может:

• Создавать, покупать, продавать и обменивать цифровые активы, такие как предметы, персонажи или валюта
• Участвовать в смарт-контрактах, которые автоматически выполняются при выполнении определенных условий
• Подтверждать свою личность и репутацию
• Контролировать свои права.

Машинное обучение

(Machine Learning)

ML-разработчики создают системы, способные самостоятельно учиться на основе данных. Машинное обучение применяется в играх для:

• Анализа стиля и поведения игрока
• Подстройки сложности, баланса и контента игры под игрока
• Генерации новых уровней, заданий или событий
• Создания персонализированных рекомендаций и подсказок.

Интернет вещей

(Internet of Things)

Технологии IoT позволяют подключать к интернету физические объекты, такие как датчики, машины, умный дом и Яндекс.Станция. Интернет вещей используется в играх для того, чтобы расширить границы игрового мира за пределы экрана, например:

• Позволить игроку использовать реальные объекты как элементы игры
• Получать информацию об игре через разные каналы информации (например, через смарт часы)
• Взаимодействовать с игровым миром через свои действия в реальном мире.

Биометрия

(Biometrics)

С помощью биометрии измеряются и анализируются физические и поведенческие характеристики человека. Биометрия может:

• Позволить игре определять лицо, голос, пульс, электроэнцефалограмму или другие параметры игрока
• Изменять графику, звук, сложность или контент игры в зависимости от состояния и настроения игрока
• Создавать персональный профиль и статистику игрока.

Сетевые технологии

Кроме непосредственной разработки огромное значение имеют сетевые технологии. Они отвечают за обмен данными между устройствами и подключение к интернету. Без них невозможны онлайн-игры и мобильные приложения. Разработчики протоколов и API следят за стабильной передачей информации. А специалисты по кибербезопасности защищают данные от взломов.

Популярные игры, в которых применялись IT-технологии

Skyrim

Skyrim — это одна из самых успешных игр в истории. Она получила множество наград и имеет огромную фанатскую базу. Skyrim считается образцом открытого мира и ролевых игр.

The Elder Scrolls V: Skyrim и искусственный интеллект

Искусственный интеллект ChatGPT открывает новые горизонты для разработчиков видеоигр. Одним из самых ярких примеров стал недавний мод для популярной RPG Skyrim, созданный независимым разработчиком. Этот мод демонстрирует, как ChatGPT может кардинально изменить взаимодействие игрока с неигровыми персонажами, делая их поведение более реалистичным и интересным.

В основе мода лежит интеграция ChatGPT в систему диалогов игры. Теперь каждый NPC имеет собственную предысторию, характер и может вести осмысленную беседу с игроком на любые темы. ChatGPT анализирует реплики игрока, учитывает контекст диалога и всю доступную информацию о персонаже, чтобы сгенерировать логичный и естественный ответ.

Раньше диалоги с NPC были довольно примитивны и не отличались разнообразием. Теперь же каждый разговор уникален и может развиваться в непредсказуемом направлении в зависимости от реплик игрока. Игроки отмечают невероятный уровень погружения в мир игры благодаря реалистичному ИИ NPC.

Но, при всех плюсах, до сих пор существуют определенные ограничения:

• ChatGPT может генерировать тексты с фактическими ошибками или логическими нестыковками, если вводные данные были некорректными.
• Объем контекстной информации о мире игры и персонажах по-прежнему ограничен заранее заложенными данными. Но несмотря на это, подобные моды демонстрируют колоссальный потенциал применения технологий ИИ в сфере разработки игр.

Half-Life

Half-Life — это культовая игра, которая оказала большое влияние на развитие игровой индустрии. Она известна своей инновационной графикой, захватывающим сюжетом и атмосферой.

Half-Life: Alyx и виртуальная реальность

После многолетнего затишья серия Half-Life вернулась триумфально с новой частью — Half-Life: Alyx. Этот проект стал настоящей революцией, поскольку Valve впервые представила полноценную AAA игру, созданную исключительно для VR.

Действие Alyx разворачивается до событий Half-Life 2 и повествует о приключениях Аликс Вэнс в оккупированном пришельцами городе. Игроку предстоит пройти через мрачные трущобы, заброшенные лаборатории и захваченные врагом кварталы, чтобы спасти своего отца.

Благодаря шлему Valve Index движения головы и рук передаются в игру, создавая эффект полного присутствия в игровом мире — все опасности и угрозы кажутся реальными.

Разработчики максимально задействовали возможности VR в игровом процессе. Инвентарь закреплен на руках, и игрок физически тянется к нему в реальном пространстве. Перезарядка оружия, целеуказание, броски гранат — все совершается естественными движениями тела. А взлом электроники превращается в увлекательные головоломки.

Отличная проработка деталей, реалистичная физика и полное погружение в виртуальный мир делают Half-Life: Alyx по-настоящему революционным проектом для индустрии. Это первая игра, которая полноценно реализует потенциал VR не только в развлечении, но и в повествовании. Alyx открывает новую эру в разработке видеоигр и наглядно демонстрирует, каким будет их будущее.

Pokemon Go

Pokemon Go — это мобильная игра, которая стала одним из самых популярных приложений в истории. Она привлекла миллионы игроков по всему миру и изменила представление о том, как люди играют в игры: теперь игровой процесс может происходить в реальном мире — на улицах городов и в парках.

Pokemon Go, дополненная реальность и интернет вещей

Выход мобильной игры Pokemon Go в 2016 году стал настоящим прорывом в использовании технологий дополненной реальности и интернета вещей:

• Благодаря технологии дополненной реальности на экране смартфона покемоны как будто оживают в окружающем пространстве. Игрок, перемещаясь с устройством, может их обнаруживать и ловить.
• Для определения местоположения используются возможности интернета вещей. Данные собираются со смартфона, а также других устройств — планшетов, смарт-часов. Это позволяет с высокой точностью отслеживать передвижение игрока и генерировать для него игровые объекты.

Кроме того, игра активно взаимодействует с внешними сервисами, такими как Google Maps. Это даёт доступ к обширным данным об инфраструктуре городов, что используется для создания игровых локаций. Например, покемонов чаще можно встретить возле парков и водоёмов.

Такая глубокая интеграция дополненной реальности и интернета вещей в буквальном смысле вывела виртуальный мир на улицы и сделала его частью повседневной жизни миллионов людей.

Fortnite

Fortnite — это онлайн-шутер, который стал одним из самых популярных игр в мире. Он известен своей бесплатной моделью распространения и динамичным игровым процессом.

Fortnite и облачные вычисления

Феноменальная популярность баттл-рояль игры Fortnite во многом обусловлена использованием передовых облачных технологий, что обеспечило главные преимущества проекта: кроссплатформенность, масштабируемость и постоянное обновление контента.

Fortnite работает на базе Amazon Web Services (AWS) — облачной инфраструктуры одного из крупнейших провайдеров в мире. Сотни виртуальных серверов AWS обрабатывают данные о миллионах игроков в режиме реального времени. Это дает возможность поддерживать гигантские игровые сессии до 100 человек на огромных локациях.

Помимо этого, облачные вычисления позволяют Fortnite работать на всех актуальных платформах: ПК, консолях, мобильных устройствах. Геймплей и визуальное оформление автоматически оптимизируются под возможности конкретного железа. Так достигается кроссплатформенный мультиплеер.

Ну и конечно же, облачные технологии дают разработчикам гибкость в обновлении игры. Практически еженедельно в Fortnite появляются новые сезоны, игровые режимы, локации и другой контент. Информация мгновенно распространяется на сервера по всему миру.

CryptoKitties

CryptoKitties стала одной из самых популярных игр в 2017 году и продемонстрировала огромные перспективы применения блокчейна и NFT в гейминдустрии. Этот подход открывает новые возможности для создания уникальных игровых активов, повышения вовлеченности пользователей и новых экономических моделей.

CryptoKitties и блокчейн

Проект CryptoKitties стал первопроходцем в использовании блокчейна и NFT в индустрии видеоигр.

Игра представляет собой симулятор разведения виртуальных кошек. Каждый питомец — уникальный NFT-токен на блокчейне Ethereum со своим набором визуальных характеристик. Игроки могут покупать, обмениваться и разводить кошек, чтобы получить новых с разными чертами.

Благодаря технологии блокчейн каждая крипто-кошка является подлинной и невзаимозаменяемой. Все данные о владельцах, сделках и генетике надежно защищены и прозрачно сохраняются в распределенном реестре.

Децентрализованная природа CryptoKitties гарантирует, что игроки полностью контролируют своих питомцев. Ни разработчики, ни какие-либо третьи лица не могут изменить, скопировать или удалить кошку без согласия владельца.

Также блокчейн позволяет реализовать функцию разведения новых котят с уникальными чертами, определяемыми алгоритмически на основе ДНК родителей. Все это происходит децентрализованно через смарт-контракт.

Dota 2

Dota 2 — это многопользовательская онлайн-игра в жанре MOBA. Она известна своей сложной игровой механикой и высоким уровнем конкуренции.

Dota 2 и машинное обучение

Популярная MOBA-игра Dota 2 стала одной из первых в индустрии, где начали применять технологии машинного обучения для создания искусственного интеллекта.

В 2016 году компания OpenAI разработала нейросеть под названием Dota 2 Bot, которая обучалась играть за все 5 позиций героев. Для обучения использовался метод подкрепления: бот играл миллионы матчей против самого себя, анализируя результаты и выбирая наиболее эффективные стратегии.

Помимо этого, разработчики применили технику имитационного обучения. Дота 2 имеет огромное количество игровых ситуаций, предсказать которые невозможно. Поэтому бот учился на симулированных данных, а не только на реальных матчах.

В итоге нейросеть научилась координировать действия всех героев команды, грамотно использовать предметы и способности, анализировать действия противника и выбирать оптимальную стратегию на разных этапах игры.

В августе 2018 года команда из 5 ботов OpenAI Five выиграла матч против профессиональных киберспортсменов со счетом 2:0. Эта победа AI над людьми в такой сложной дисциплине, как Dota 2, продемонстрировала огромный потенциал технологий машинного обучения в киберспорте и игровой индустрии.

Что будет дальше

А дальше разработчики наконец создадут расширенную искусственную интеллектуальность — Artificial Superintelligence (ASI), которая позволит создавать системы, способные превосходить человеческий интеллект по всем параметрам. Эти системы смогут:

• Позволить игре создавать свои собственные правила, цели и смысл
• Общаться с игроком на глубоком и эмоциональном уровне
• Предлагать игроку неожиданные и уникальные ситуации и решения
• Обучаться от игрока и развиваться вместе с ним.

И мир станет совсем другим...