Как появились воксели и почему мы так редко слышим про них сегодня
Использовать воксели начали в медицине. В 1973 году Годфри Хаунсфилд разработал компьютерную томографию на основе рентгеновских лучей (КТ). Это было одним из первых применений объемного моделирования в медицинской визуализации. За это в 1979 году он получил Нобелевскую премию по физиологии в медицине (вместе с Алланом Кормаком «за новаторскую работу в области компьютерной томографии»).
3D-визуализация черепа с помощью КТ. В 1992 году воксели начали использовать в видеоиграх. Comanche: Maximum Overkill — первая коммерческая игра, в которой применялась воксельная технология. Вся местность Comanche — рендеринг на основе вокселей.
На тот момент такой способ обеспечивал гораздо более реалистичное и подробное представление местности, чем векторная графика и полигоны того времени.
По сути, воксели в 3D выступали за частицы, из которых состоит реальный физический мир, поэтому уже тогда объекты выглядели правдоподобнее полигональных.в майнкрафте пиксельная или воксельная графика?
Но на их обработку требовались слишком большие мощности, которых на тот момент не было. У полигонов в этом плане было преимущество — они требовали меньших мощностей и алгоритмы рендеринга были проще. Поэтому с начала 2000х большую часть процессоров создавали, ориентируясь на полигоны. Сегодня воксельные объекты с высоким разрешением многое оборудование просто не выдержит.
Хотя некоторые технологии все же разрабатывают, например Atomontage.
Но пока полигоны «побеждают», и удел вокселей — стилизация.Фанарт по Horizon Zero Dawn.
Воксельная анимация от John Kearney
Где используют воксели
Видеоигры
Воксели пользуются определенной популярностью в игровой индустрии, особенно в мобильных играх, например Crossy Road и Shooty Skies.
Еще одна популярная мобильная игра, в которой используют воксели, это Monument Valley.
ПК-игры
Игр на ПК, где используются только воксели, немного. В основном разработчики комбинируют их с полигонами. Например, в No Man’s Sky планеты и луны сделаны на основе вокселей, а персонажи и корабли — полигональные.
В Roblox ландшафт также сделан из вокселей.
В 2020 году в Steam вышла Teardown — одна из немногих, полностью воксельных игр.
Кино
Наверное, самый известный воксельный фильм — комедия 2015 года «Пиксели». Создатели вдохновлялись одноименной короткометражкой Патрика Джина 2010 года. Правда, в ней культовые персонажи выглядели гораздо проще. Все визуальные эффекты фильма созданы с помощью вокселей. Сначала команда создавала простые модели персонажей с плавным шейдингом и базовыми ригами.
Затем вокселизировали их в Houdini.
Программы, в которых вы можете создать воксель-арт
MagicaVoxel
- Цена: бесплатно.
- Платформы: Windows, Android и iOS.
Самое популярное ПО для воксель-арта. Большинство воксельных проектов на Artstation созданы именно в этой программе. У Magicavoxel большое комьюнити с десятками бесплатных уроков (и не только по MagicaVoxel).
Десктопная программа экспортирует файлы только в формате .OBJ, мобильная версия Mega Voxels Play позволяет экспортировать в разных форматах, в том числе .OBJ и .VOX.
Плюсами программы называют понятный интерфейс, большой набор инструментов и отсутствие подписок и лицензий.
Qubicle Voxel Editor
- Цена: от 360 до 2030 рублей (зависит от количества дополнительного контента).
- Платформы: Windows.
Менее популярная программа, продается в Стиме. На официальном сайте можно скачать и бесплатную версию, но с ограниченным набором функций.
Из плюсов программы называют большой набор инструментов и поддержку большого количества форматов для экспорта и импорта.
Goxel
- Цена: декстопные версии бесплатно, мобильные — платно.
- Платформы: Windows, MacOs, Linux, Android (499 рублей), iOS (~5 долларов).
Среди плюсов программы пользователи отмечают простой и понятный интерфейс, доступность на многих платформах (особенно Линукс) и экспорт во многих форматах, включая Magica Voxel, Qubicle, glTF2, obj, ply, build engine.
Еще больше программ с их плюсами и минусами можно найти здесь.
Напоследок — пример фотореалистичной пиксельной анимации волн. Для этой симуляции художник задействовал большое количество частиц, поэтому волны выглядят реалистично, а точно смоделированная гидродинамика [сцена создана в Houdini] приводит к их нужному взаимодействию, напоминающему реальное поведение воды:
Источник: render.ru
10 лучших воксельных игр
Если вы геймер (а иначе как бы вы оказались на этом сайте?), вы наверняка знаете, что такое полигоны. Они используются в абсолютном большинстве современных игр с того момента, как в моду вошло 3D, и представляют собой крошечные плоские треугольники, с помощью которых создаются различные объекты и модели.
В последние годы широкое распространение получила ещё одна технология рендеринга – воксели. Это 3D-кубы, каждый из которых рендерится отдельно от остальных – так, воксельное окружение целиком состоит из миллионов крошечных частиц, создающихся в режиме реального времени. Работать с ними сложнее, чем с полигонами, однако в играх, созданных на движке с использованием вокселей, может быть намного больше реалистичных и приятных глазу деталей.
Echo Generation
Echo Generation, явно создававшаяся с оглядкой на классические RPG, мастерски использует свою воксельную графику, рождая у игроков ощущение того, что перед ними пиксельная RPG, вырвавшаяся в третье измерение. Радует и то, что тайтл вышел довольно интересным – к пошаговым боям в нём прикручено несколько любопытных механик, а чтобы понять атмосферу Echo Generation, представьте себе Earthbound, но только вдохновлённую не работами Дэвида Линча из 90-х, а творчеством Спилберга из 80-х.
Это ещё и весьма сложная игра, поэтому во время прохождения вам, скорее всего, придётся пару раз заглянуть в онлайн-гайды.
Blade Runner
Несмотря на то, что духовных наследников у «Бегущего по лезвию» хоть отбавляй (включая недавнюю противоречивую Cyberpunk 2077 с уймой отсылок к этому фильму), видеоигровых адаптаций у культовой научной фантастики от Ридли Скотта на удивление мало. Быть может, дело в том, что point-and-click адвенчура, вышедшая в 1997 году, с первого раза всё сделала идеально.
Она была выполнена на прорывном для своего времени движке, где вместо полигонов использовались воксели, обеспечивавшие прорисовку детализированного окружения и потрясающих анимаций. На данный момент игру портируют на современные консоли, и остаётся только надеяться, что её повторный релиз уже не за горами.
Cloudpunk
Игры с воксельной графикой, как правило, повествуют об относительно недалёком будущем, приправляя это слегка тревожным настроением. Из-за технических ограничений люди и окружение превращаются в кубические абстракции, и это как нельзя лучше подходит к формату антиутопичной научной фантастики, в центре которой всегда были размышления о том, что именно делает нас людьми.
В качестве примера можно привести Cloudpunk, один из главных сюрпризов 2020 года. В ней нам предстоит играть за работника инфраструктуры доставки в городе с летающими автомобилями. А местные неоновые воксельные пейзажи настолько же красивы, как холодны и неприветливы.
Fugl
На воксельных движках часто создаются ещё и игры с процедурной генерацией мира, поскольку воксели (в отличие от полигонов) не нужно привязывать к конкретной точке в пространстве. Это означает, что игра может создавать сложную местность в реальном времени воксель за вокселем, а не смешивать полигональные поверхности. Fugl – отличный тому пример. Это расслабляющая игра, в которой мы управляем птицей, парящей над красочным воксельным миром. Игра выглядит просто роскошно и оказывает медитативный эффект.
The Touryst
The Touryst, созданный на стыке жанров платформера и симулятора жизни, предлагает нам отправиться в путешествие на тихий тропический остров, чтобы раскрыть его секреты и насыщенную историю. Проект во много похож на Stardew Valley – а именно своим неторопливым темпом, отсутствием назойливых подсказок и обилием загадок, однако здесь это подано в великолепной воксельной эстетике.
Если Stardew Valley с помощью пиксельной графики передавала ощущение простого образа жизни, то The Touryst своим визуальным стилем задаёт немного сказочное настроение. Игру можно описать как хороший отпуск где-то за границами нашей реальности.
Astroneer
Один из лучших сурвайвлов для новичков, а доступный и интуитивный геймплей в нём соседствует с приятной графикой. Здесь, как и в No Man’s Sky, нужно исследовать различные процедурно генерируемые планеты, крафтить необходимые предметы, строить базы, а также заниматься терраформированием различных звёздных систем.
Один из главных козырей Astroneer – это яркий и красочный визуальный стиль. Для прорисовки персонажей и объектов в игре используются полигоны, тогда как поверхности планет целиком состоят из вокселей. Благодаря этому подходу терраформирование планет происходит в реальном времени, что позволяет изобразить этот процесс более достоверно.
Moonglow Bay
Симулятор жизни, действие которого разворачивается в небольшом городке у моря. Атмосфера игры напоминает «Вселенную Стивена», из которой убрали все магические элементы. Местный тихий городок постепенно приходит в упадок из-за нападений гигантских морских монстров. Нам же предстоит зарабатывать на жизнь ловлей рыбы и тех самых монстров, чтобы вновь сделать городок процветающим.
Moonglow Bay может похвастаться очаровательным визуальным стилем и спокойным игровым процессом, а найти игру можно в библиотеке Game Pass.
Bonfire Peaks
В отличие от многих воксельных игр, представляющих собой большие песочницы, которые можно свободно исследовать, Bonfire Peaks – это серия головоломок в тесном пространстве, где нам предстоит взбираться на кубические платформы и сжигать препятствия. Местные паззлы заставляют хорошенько напрячь извилины, но атмосферу разбавляет расслабляющая музыка, приглушённые визуальные эффекты и неспешный геймплей, позволяющий растянуть удовольствие от игры.
Severed Steel
Авторы Severed Steel во всей красе демонстрируют универсальность воксельного окружения, максимально отдаляясь от медленных и вдумчивых игр из нашей подборки. Перед нами адреналиновый шутер от первого лица, где всё зависит от вашей реакции и умения принимать решения на ходу.
В игре реализовано полностью разрушаемое окружение, которое можно использовать для того, чтобы подбираться к врагам поближе. Более того, в Severed Steel имеется свой редактор уровней, где вы можете создавать арены для зрелищных перестрелок со своими друзьями.
Minecraft
Вы ведь не думали, что мы обойдём стороной самую культовую воксельную игру? Вы и сами знаете, что такое Minecraft (всего лишь самая продаваемая игра в истории), и именно её успех вдохновил разработчиков сотен других воксельных игр с процедурной генерацией мира, разрушаемым окружением и духом исследования. Если однажды воксельные игры захватят индустрию, то произойдёт это как раз из-за Minecraft.
Источник: genapilot.ru
Voxelnauts — воксельный Майнкрафт
Впрочем, игры пока как таковой еще нет. Совсем недавно стартовала kickstarter-кампания по сбору средств для проекта.
Для успешного производства Voxelnauts необходимо 200 тыс. долл., а если удастся собрать вдвое больше, то в игре появятся и разнообразные pvp-режимы.
Как и Майнкрафт, Voxelnauts — это многопользовательская песочница, которая не стремится поразить игрока фотографической графикой, в ней используются воксели. Зато практически каждый компонент, от вещей до целых локаций-планет, можно сконструировать самостоятельно.
В игре таких планет много. Между ними можно путешествовать, а каждую планету — исследовать. Отличие же от Minecraft в том, что разработчики позиционируют свое детище, как VR MMO, то бишь многопользовательская игра с поддержкой шлемов виртуальной реальности.
На ютюбе появился официальный трейлер игры Voxelnauts, в котором демонстрируются различные игровые элементы, а разработчики рассказывают о своем видении песочницы нового поколения.
Как можно видеть, в игре — много всего. И мобы, и данжи, и крафт. и ремесла, и путешествия… И все это выполнено в прикольной воксельной манере.
Источник: mmoedge.ru