| Quake motor | |
|---|---|
| Típusú | Játékmotor ( Lista ) |
| Fejlesztő | ID szoftver |
| Kulcsprogramozók _ | John Carmack , Michael Abrash |
| Egy motorsorozat része | ID Tech |
| A sorozat előző motorja | Doom motor |
| A sorozat következő motorja | ID Tech 2 |
| Hardver platform |
PlayStation személyi számítógép |
| Támogatott operációs rendszer | DOS , Windows |
| Nyelveken írva | C , assembly nyelv |
| Engedély | ingyenes , GNU GPL |
| www.idsoftware.com | |
A Quake engine („ Quake engine ”) egy játékmotor , amelyet 1996-ban fejlesztett ki az amerikai id Software cég a Quake első személyű lövöldözős játékhoz . A Quake motor volt az egyik első olyan motor, amely képes volt a teljesen 3D-s grafika valós idejű feldolgozására . A motor fejlesztéseit a cég a következő generációs játékmotorok - az id Tech 2 és az id Tech 3 - fejlesztésében alkalmazta , amelyek a Quake II , illetve a Quake III Arena játékokhoz készültek.
Az id Software hagyományainak megfelelően, némi idővel a sikeres kereskedelmi licenc megszerzése után, a motort ingyenesen használhatóvá tették a GNU General Public License feltételei szerint , amely magában foglalja a tartalom másolásának, módosításának és terjesztésének jogát. Ez nagy hatással volt a nyílt forráskódú világ fejlődésére , és számos fork -ot is eredményezett – a Quake motoron alapuló, harmadik féltől származó játékmotorokat .
A Doom motorhoz hasonlóan a Quake motor is BSP fák rendszerét használja . A motor gouraud-árnyékolást is használ mozgó tárgyakhoz, fénytérképeket pedig statikus objektumokhoz.
A motor kezdeti verziója támogatja a DOS és Windows operációs rendszereket , azonban a nyílt forráskód és az OpenGL szabvány használata széles lehetőségeket kínál a program más operációs rendszerekre vagy platformokra (például játékkonzolra ) történő portolására.
A motort John Carmack amerikai programozó írta 1996 -ban C nyelven kifejezetten a Quake számára . Michael Abrash is részt vett a fejlesztésben , aki segített Carmacknek az algoritmusokkal és az assembler kód optimalizálásával [1] .
A motor fejlesztése óriási hatást gyakorolt a számítógépes játékipar fejlődésére, valamint fejlesztésük módjára. . Valójában ez volt az egyik első motor, amelynek nyílt architektúrája volt. Ez azt jelenti, hogy a fejlesztők rugalmasan használhatják és módosíthatják a játékokat, mivel az összes felhasznált erőforrás külön archívumban található egy .PAK. Ezenkívül a motor tartalmaz egy konzolt , amely saját parancsrendszert használ. Figyelemre méltó jellemző még a speciális konfigurációs fájlok használata a testreszabáshoz, amelyeket a felhasználó bármely szövegszerkesztőben megnyithat . Ezek a szöveges fájlok a grafikai feldolgozással és a vezérléssel kapcsolatos játékparamétereket is tartalmazzák. A szöveges fájlban lévő paraméterek megváltoztatásával a felhasználó saját ízlése szerint testreszabhatja a játékot.
A Quake játék motorjának nyitott architektúrájának köszönhetően számos módosítást fejlesztettek ki , amelyek közül néhány a felismerhetetlenségig megváltoztatta a játékot, új helyszíneket, fegyvereket, karaktereket adhatott hozzá, és saját szabályaikat vezette be a játékmenetbe . Sok Quake modder később saját céget alapított a piacon. Példa erre a Ritual Entertainment stúdió, amely a Quake első részéhez fejlesztette ki a hivatalos kiegészítőt , majd ezt követően más független projekteket, például a SiN shootert . Ugyanakkor a Quake létrehozása a számítógépes játékipar fejlődésének új szakaszához vezetett, gyakorlatilag véget ért annak a korszaknak, amikor egyetlen rajongó rövid időn belül kereskedelmi számítógépes játékot fejleszthetett .
A Quake fő versenytársa akkoriban a Duke Nukem 3D volt, amely a Build [2] játékmotort használta . Ez a technológia sprite -modelleket és elavult szintű modellezési módszereket használt, amelyek grafikus szempontból nagyon alulmúlták a Quake-motort , és ezért nem járt ekkora sikerrel, ha harmadik féltől származó fejlesztők licencelték. A Quake motor volt az alapja a GoldSource fejlesztésének , amely technológia alapján a Half-Life játék létrejött [1] [3] . Ezen a motoron még mindig aktívan megjelennek a játékok és a módosítások.
A Quake számítógépes játék a világ egyik első „teljes értékű” háromdimenziós játéka volt.
A játék egy speciális térképtervező rendszert használ, amely elvégzi a 3D környezet előfeldolgozását és előrenderelését , hogy csökkentse a képfeldolgozáshoz szükséges energiát a játék folyamata során. Ez a funkció igényes volt, mivel a játék megjelenése idején a szabványos processzorok 50-75 MHz frekvenciájúak voltak. A 3D-s környezet, amelyben a játék játszódik, a térképre vonatkozik, annak ellenére, hogy a környezet 3D-s természetű, és nem sík 2D-s tér. A térképszerkesztő program számos egyszerű konvex háromdimenziós geometriai objektumot használ, amelyeket "ecseteknek" neveznek (az angol brush - orosz brush szóból ), amelyek képesek beállítani méretüket és elforgatási fokukat - a környezet különböző objektumai lehetnek ilyenek. tárgyakat.
A keféket elhelyezik és elforgatják, így zárt, üres, terjedelmes terek jönnek létre. Amikor egy térkép tervezése befejeződött, a térkép átkerül a renderelő előfeldolgozón . Ez az előfeldolgozó kétféle üres terület megkeresésére szolgál a térképen: az ecsetek által létrehozott üres terület, amelyben a játékos a játék során tartózkodik; és egy másik üres terület, amely az ecseteken kívül van, és amit a játékos soha nem fog látni. Ezután az előfeldolgozó eltávolítja a láthatatlan felületeket az egyes ecsetekrõl, amelyek a játéktéren kívül vannak, és csak azokat a sokszögeket hagyja meg, amelyek csak a belsõ játéktér külsõ kerületét határozzák meg – így a motor jelentõs optimalizálása valósul meg, és ennek eredményeként a munka felgyorsul.
A feldolgozott térképfájlnak lényegesen kevesebb sokszöge lehet, mint az eredeti nyers fájlnak. Az akkori számítógépeken, amelyek központi processzorainak frekvenciája 50-70 MHz körüli volt, normális volt, hogy a kivágási művelet sok órát vett igénybe.
Az előfeldolgozási folyamat nem hajtható végre, ha csak egy kis lyuk vagy "leak" ( angolul leak ) van, amely összeköti a belső játékteret a külső üres térrel. Ez a probléma gyakori volt a sok épületobjektumot tartalmazó összetett térképeken, mivel a szinttervező nem tudta nyomon követni az összes szivárgást a térképen. A szivárgások elkerülése érdekében a keféknek át kellett fedniük és kissé át kellett hatniuk egymáson. A furcsa alakú ecsetek szélei és felülete mentén történő tökéletes igazítása nagyon kis hézagokat eredményezhet, amelyeket nagyon nehéz volt megtalálni.
A Quake játék térképein a felhős égbolt valójában nem nyitott, hanem a külső üres térből nagy ecsetekkel letakarva és le van zárva, és egy speciális skybox textúrával is texturált , amely minden nézőpontból mindig ugyanúgy néz ki. Ez a végtelen horizont illúzióját kelti.
A térkép előfeldolgozása után már nem módosítható. Ehelyett a térképszerkesztő eredeti adatait az ecsetekkel együtt a rendszer menti, és felhasználja a térkép új verzióinak létrehozásához. Ennek ellenére lehetőség van a feldolgozott térkép szerkesztésére egy speciális csúcsszerkesztőben történő megnyitással és a nyers csúcsadatok szerkesztésével , vagy adott sokszögek hozzáadásával vagy eltávolításával. A csalók ezzel a technikával "ablakokat" hoztak létre a falakban, hogy lássák az ellenfelek mozgását online játék közben . A modern játékokban ezt nehéz megtenni, mivel a játékok általában csalásgátló programmal ellenőrzik az egyes fájlok ellenőrző összegét, és ha a fájl nem egyezik az eredetivel, a hálózati játékba való belépés nem megengedett.
A Quake motor fénytérképeket és 3D fényeket is használ, szemben a korábbi játékokban használt szektoralapú statikus világítással. Ezt az innovatív id Software technikát sok Quake után megjelent játékban kezdték használni , különösen az első személyű lövöldözős játékokban. Ezzel egyidejűleg maga az id Software is áttért egy új, egységes világítási és árnyékolási modell használatára , alkalmazva az id Tech 4 motorban (az első erre épülő játék a Doom 3 volt ) [4] .
Miután a térkép megszabadult az extra sokszögektől, egy második előfeldolgozó rendszert alkalmaztak, amely fénytérképeket számolt és implementált a játéktérképben, ezzel tovább csökkentve a CPU játék közbeni terhelését.
A renderelés optimalizálása érdekében olyan technikát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi, hogy a tér azon részeit ne dolgozzák fel, amelyek jelenleg nem láthatók a játékos számára (például fal mögött vannak). Ha a játékos a játék során nem látja a térkép egy közeli területét, akkor a motor idő előtt nem vonhat be láthatatlan objektumokat a renderelési folyamatba, ami jelentősen csökkenti a CPU terhelését.
Egy 3D-s motor ilyen fajta optimalizálás nélkül kénytelen lenne megrajzolni a játéktér minden részét, majd megpróbálja meghatározni, hogy melyik sokszög van a legközelebb. A nem optimalizált motor ekkor elrejti az összes poligont a legközelebbiek mögé (ez a technika Z-pufferelésként ismert ).
Ez a hatás a játékban kis alagutakként, derékszögű kanyarulatokként látható, amelyek egyik nagy térből egy másik nagy térbe vezetnek (ez a tervezési trükk különösen észrevehető a Half-Life játékban , ahol derékszögű kis folyosók rejtik el a következő játékszintet) . Egy kis alagút blokkolja a kilátást a szomszédos, rendereletlen térbe, és egy speciális átlátszó ecsettel (úgynevezett visportal ) határozzák meg azokat a széleket, ahol a motornak le kell állnia a szomszédos tér megjelenítésével. A Quake játékban a térkép teljes hosszában való átlátás meglehetősen ritka, a nyílt terek gyakran nagyon szűkek és magasak, elsősorban a nyílt égbolt feletti és a láva alatti távolságokat használva (nem pedig a "szélesebb" és messzebb"); így a nyílt tér alacsony poliszintű illúziója jön létre.
TeljesítményA térképből létrehozott bináris térfelosztási fa ( BSP ) leegyszerűsíti a sokszög keresését O-ra (a sokszögek száma) . A BSP fa minden egyes levele létrehozza a 3D tér egy részét (például egy tortát szeletekre vág). A bináris fa leveleihez az eredeti térkép sokszögei vannak társítva, amelyeket azután az egyes területek láthatóságának kiszámításához használnak. A VSD algoritmus minden területen megkeresi a térkép azon részeit, amelyekhez van rálátás. Ezt Potenciálisan látható halmaznak ( PVS ) nevezik .
A folyamat sok memóriát használ, mivel O (sokszögek száma * sokszögek száma) bitet kell vennie (csak látható/rejtett információ szükséges). John Carmack rájött, hogy az egyik régió a többi régiónak csak egy kis részét látja, és ezt az információt futáshosszúságú kódolással (RLE kódolás) tömörítette. Ez tette lehetővé, hogy az akkori ilyen bonyolult grafikák elég gyorsan működjenek az akkori hardveren.
A Quake motor amellett, hogy a világ egyik első 3D motorja volt, az első olyan motor volt, amely támogatta a 3D hardveres gyorsítást (gyorsítást). Kezdetben a Quake játék (és kiterjesztve a motor) csak a szoftveres megjelenítést támogatta . John Carmack azonban később elkészítette a motor egy olyan változatát, amely kihasználta a Rendition Vérité 1000 grafikus chipjét (a motor ezen verziójának belső neve VQuake volt).
Az OpenGL támogatást hamarosan hozzáadták a Windows 95 és újabb rendszerekhez (ennek a verziónak a belső neve GLQuake). Sokan úgy vélik, hogy ez volt az, ami egyfajta forradalmat hozott létre a speciális videokártyák gyártásában és értékesítésében , amelyekre aztán szükség volt a grafikus feldolgozás áthelyezéséhez a központi processzorról, és a GLQuake volt az első olyan alkalmazás, amely valóban bemutatta a Voodoo grafikus chipkészlet képességeit. 3dfx -ből . Csak két másik kártya volt képes renderelni a GLQuake-en: az Intergraph 3D OpenGL kártya és a PowerVR kártya . Mindkét kártya profi volt és nagyon drága.
Ellentétben a modern első személyű lövöldözős játékokkal , amelyekben a játékos számítógépes egérmozdulatokkal teljes mértékben irányítja a főszereplő tekintetét , a Quake alapértelmezés szerint a billentyűzetet használja balra és jobbra, valamint oda-vissza mozgásra. Az egérrel ugyanezeket a mozdulatokat hajthatja végre, hasonlóan a Doom játékhoz . A karakter mozdulatai meglehetősen kínosak voltak, és olyan opciókat igényeltek, mint az automatikus szintszabályozás, amely automatikusan beállítja a nézőpontot a játékos mozgásai alapján, és automatikus célzás, hogy a karakter alatti vagy feletti dolgokra lőjön. A Quake helymeghatározása leegyszerűsödött, és hasonló a Doom pszeudo -3D (2.5D) környezetéhez. A játéknak csak néhány szintjén volt olyan szörny, amely képes volt a játékos feletti vagy alatti szinten támadni.
A Quake képes volt kiválasztani egy egeret a tekintet vezérléséhez és egy billentyűzetet a mozgáshoz, de ez az opció alapértelmezés szerint le volt tiltva. A Quake III Arena sorozat későbbi játékában ezt a lehetőséget azonnal figyelembe vették.
A tapasztalt játékosok egérlátásvezérlést és billentyűzetmozgatást használtak mind egyjátékos , mind többjátékos játékban , mivel ez lehetővé tette számukra a karakter jobb irányítását és olyan forgó mozgások végrehajtását, amelyek elkerülhetik a lövéseket.
Kezdetben a Quake motor csak a LAN többjátékos módot és két online módot, a co- op és a deathmatch -et támogatta . Egy ilyen hálózati játék a kliens-szerver elven működött .
Ez azt jelenti, hogy minden játékos egy közös játék indításához csatlakozik egy dedikált szerverhez , amely választ küld nekik a játék eseményeire. Ezenkívül egy ilyen elv használata megvédi a játékosokat a szerver szinkronizálásától. A kiszolgálóhoz vezető konkrét útvonaltól függően a különböző kliensek eltérő ping -értékekkel rendelkeznek (az információcsomag helyi hálózaton történő átvitelének sebessége). Egy játékos magas pingje késést okoz , ami akadályozza a mozgását, és sebezhetőbbé teszi a többi játékossal szemben.
A játékmotor hálózati kódját újratervezték, a Quake - QuakeWorld -hez pedig egy külön kiegészítő is megjelent , amely lehetővé tette, hogy a játékosok internetkapcsolaton keresztül egymás ellen játszhassanak a később klasszikussá vált játékmódok segítségével. Az eredeti Quake multiplayer később megkapta a LAN-Quake nevet (az angol Local Area Network, LAN - helyi hálózatból) a játékosok közösségében.
A QuakeWorld egyik újítása az ügyféloldali előrejelzés . Ez a mód lehetővé teszi a játékos számítógépének, hogy előre jelezze az objektumok mozgását, mielőtt a szerver válaszolna, ami jelentősen csökkenti az internetkapcsolat sebességére vonatkozó követelményeket, ezáltal hatalmas számú ember számára nyitja meg a hozzáférést a szerveren lévő egyidejű játékhoz.
Amellett, hogy jelentős hatással volt a játékfejlesztési módszerekre és a játékipar egészére, a Quake motor óriási hatással volt a játéktervezési módszerekre is. A Quake motorban használt technológiák közül sok még mindig keresett a modern játékmotorokban .
Gyakorlatilag minden poszt-Quake játék, és minden modern játék előfeldolgozásnak nevezett 3D-s optimalizálást használ, hogy növelje a játék sebességét a felhasználók számítógépein és játékkonzoljain . Ezért képesek a 3D-s játékok ilyen jó minőségű látványelemeket és effektusokat megjeleníteni – a plusz adatok nagy részét még azelőtt eltávolították, hogy a játékos láthatta volna őket. Az előfeldolgozás lényege, hogy a RAM-ból használat után kirakják a felesleges tárgyakat, például a játékos lelövi a fegyvert, és az abból kirepülő használt töltények azonnal eltűnnek (memóriából való kitöltés közben).
Minden játék jelentősen eltér a professzionális 3D modellező ( CAD ) csomagoktól. A professzionális programoknak nincs időkorlátja a kép megjelenítésére . Semmit sem lehet kihagyni a 3D-s technikai modellek megjelenítésének felgyorsítása érdekében , mivel a modell bármely része bármikor megváltozhat. Emiatt a professzionális grafikus kártyák lényegesen drágábbak és erősebbek voltak, mint az otthoni számítógépekben számítógépes játékok futtatására használt grafikus kártyák. A professzionális grafikus kártyáknak lényegesen nagyobb feldolgozási teljesítménnyel kell rendelkezniük, mivel a nyers 3D tér teljes összetettségével foglalkoznak.
Mivel a Quake volt az első teljesen 3D-s játék a maga nemében, képesnek kellett lennie olyan számítógépen is futtatni, amelyen nem volt videogyorsító, így bőséges lehetőséget rejtett magában a szoftveres képfeldolgozás terén, vagyis a grafikus kimeneti folyamat nem esik vissza. a videokártyán, de a CPU-n.
Abban az időben a videógyorsítók új és kiszámíthatatlan piacot jelentettek, és bizonytalanság volt, hogy lesz-e rájuk kereslet vagy sem. A grafikus kártyák ma már jól ismert és fejlett piac, és minden új számítógép szükséges alkotóelemei. A modern számítógépes játékok túlnyomó többsége egyáltalán nem futhat, hacsak nem áll rendelkezésre hardveres 3D-gyorsítás, azaz videokártya , míg a korabeli játékok túlnyomórészt a processzort használták a grafika kimenetére.
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a kereskedelmi játékokat, amelyek a Quake motort használják [5] .
Azok a játékok, amelyek Quake-en alapuló motorokkal készültek (például a DarkPlaces ), nem szerepelnek a listán.
Számos térképszerkesztőt adtak ki a Quake motorhoz , amelyeket a modderek használnak .
Az alábbi szerkesztők közül sok kompatibilis a engine- id Tech 2 és id Tech 3 későbbi verzióival , valamint azok módosításaival.
A Quake motor volt az alapja egy másik id Software technológia , az id Tech 2 motor (korábbi nevén Quake 2 motor) kifejlesztésének. A cég későbbi motorjai, mint például az Id Tech 3 (a Quake III Arenához ) és az id Tech 4 (először a Doom 3 -ban használták), valószínűleg a sorozat első motorjának forráskódjának kis darabjait is tartalmazzák , mert ezek alapja a sorozat első motorja. előző verziók. Megnyílt az id Tech 2, id Tech 3 és id Tech 4 forráskódja is.
A Valve a Quake játékmotort használta beépített QuakeWorld netkóddal a Half-Life fejlesztése során . Mivel erősen átírták, a GoldSrc (GoldSource) nevet kapta [1] [3] . Korábban a Half-Life motort a játékkiadványok úgy írták le, hogy az az egységes Quake technológián alapul . Egyes hírek szerint az Id Tech 2 motor egyes fejlesztéseit is integrálták a motorba . A játék régi , a fejlesztési időszakban készült képernyőképein látható, hogy a motor aktívan használja az objektumok dinamikus árnyékait [6] . Támogatásukat valószínűleg eltávolították a játék végleges verziójából, mivel a fejlesztők úgy döntöttek, hogy az akkori otthoni számítógépek még nem voltak készen ilyen összetett feldolgozásra.
A Half-Life 2 játékmotor - Source - a Half-Life motorján alapul , ezért a Quake motorkód kis részeit tartalmazza [7] .
A Quake motor 1999. december 21-i nyílt forráskódja nagyszámú elágazást eredményezett , és lehetővé tette a rajongók számára, hogy a motort más platformokra, például a Symbian vagy a Java mobil operációs rendszerre is portolják .
A Quake motoron alapuló legismertebb ingyenes játékmotorok a DarkPlaces [8] és a Tenebrae . Mindkét technológia támogatja az összetett árnyékolási effektusokat, a bump-mapping -et, az összetett megvilágítást és más fejlett vizuális effektusokat, például a HDR -megjelenítést, valamint a dinamikus árnyékokat.
| ID szoftver | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Játékok |
| ||||||||||||||||
| Alkalmazottak |
| ||||||||||||||||
| Vállalat | |||||||||||||||||
| Technológia | |||||||||||||||||
| Egyéb |
| ||||||||||||||||