Вода — невероятно сложный элемент природы, и потому воспроизвести её реалистично в компьютерных играх и фильмах достаточно сложно, но всё-таки возможно. Предлагаем поговорить о том, какие технологии используются в цифровых медиа, чтобы вода на экране выглядела максимально настоящей.

Вода в кино и в играх: зачем нужна ее реалистичность?

Залог успеха любого фильма — ощущение «верю» и эффект полного погружения в происходящее на экране. Вот и реалистичное изображение воды необходимо не просто для визуального эффекта, но и для погружения зрителя или игрока в созданный мир. Вспомните чувство разочарования, когда вам приходилось видеть «нарисованную» воду, которая выглядит откровенно неправдоподобно. Вы теряли интерес к этому, по сути, «картонному» миру даже при самом захватывающем сюжете. В фильмах, где события разворачиваются на воде (разумеется, если это не натурные съемки), реалистичное воспроизведение жидкости сразу же воссоздает необходимую атмосферу, и зритель ощущает тот самый эффект присутствия. Что же касается игр, то и тут пользователи ожидают от экранной среды натуралистичности, которая достигается искусным отображением воды. Примеры можно увидеть в ряде компьютерных игр, где вода — это не только красивое визуальное решение, но и важная часть игрового процесса. В фильмах, таких как «Титаник», было использовано множество техник для реалистичного воссоздания не только самой воды, но и движения предметов в ней. «Посейдон» — еще один фильм-катастрофа, где океан, в котором-то и произошло несчастье с лайнером, был во многих сценах нарисован при помощи специальных программ, впрочем, как и закат над ним. Но главным «водным» фильм большинство, уверены, назовут «Аватар: путь воды». Сложность работы с водой и ее — работы, объем, пожалуй, не сравнить ни с одним фильмом. Графика в этом кассовом фильме на таком высочайшем уровне, что повторить ее в ближайшее время вряд ли кто сможет. Все вы помните свои эмоции от просмотра «Аватара», и все вы согласитесь с тем, что пребывали под громадным впечатлением как от сюжета, так и от невероятной реалистичности компьютерной графики.

Технологии для моделирования воды

Чтобы водные просторы в компьютерной игре или в фильме поражали наше воображение и создавали эффект присутствия, специалисты активно применяют различные технологии. Каждый «инструмент» нужен для решения той или иной задачи — это зависит от сценария или желаемого эффекта. Какими технологиями пользуются наиболее часто? Мы перечислим самые ходовые.

— Симуляция физических свойств

Одним из важнейших аспектов моделирования воды является симуляция её физики. Разработчики используют определенные уравнения для описания движения жидкости и ее взаимодействия с окружающей средой. Симуляция посредством уравнений позволяет не только создавать реалистичные волны, но и давать реалистичный результат взаимодействия воды с различными объектами.

— Текстурирование и шейдеры

Для создания визуально привлекательной воды разработчики обычно используют текстуры и шейдеры. Шейдеры — это такие небольшие программы, с помощью которых получается сделать воду в игре или в кино красивой и динамичной. Кроме того, применяется также техника отражений и преломлений: с ней вода выглядит, так сказать, убедительней — игрок или зритель чувствует ее глубину и видит движение волн.

— Статические и динамические модели

Еще одной важной частью моделирования воды является использование как статических, так и динамических моделей. Как понятно из их названий, статические модели идут в ход, когда вода на экране выглядит статично — обычная водная гладь. Динамические же модели применяются, когда необходимо создать реалистичную картинку движения жидкости: на берег набегают волны, водопад падает, море переживает бурю.

Разумеется, «инструментов» у разработчиков гораздо больше, нежели мы назвали, и все они позволяют нам восхищаться водой в процессе игры или наблюдая за морями-океанами на экране, ощущая тот самый эффект присутствия, за который мы и ценим фильм.

А теперь приведем примеры, где вы могли видеть реалистичную воду на экране компьютерного монитора или на большом экране кинотеатра. Игроманы наблюдали реалистичные волны в таких культовых играх, как «Minecraft» или «Sea of Thieves» — той самой, где игрок становится пиратом. Технологии создания воды в этих популярных играх применяются для самых разных задач. Например, создатели «Minecraft» использовали максимально простую модель воды, которая эффективно справляется с задачами взаимодействия с окружающей средой, позволяя игрокам строить сооружения и плавать. А вот в «Sea of Thieves» вода моделировалась уже более детально, и потому, когда игрок совершал то или иное действие, находясь в водной стихии, движение волн выглядело вполне реалистично.

В кино технологии создания воды использовались с самого зарождения компьютерной графики. Изначально работа специалистов могла выглядеть немного топорной, но уже к концу прошлого века воду, созданную при помощи компьютерных технологий, было практически не отличить от той, что мы видим в кадре на натурных съемках. Так, в том же фильме «Титаник» были использованы компьютерные эффекты, но также шли съемки и на натуре (речь идет о громадном резервуаре с водой). Уверены — вы не смогли отличить, где вода настоящая, а где создана при помощи графики. Волны в некоторых кадрах, брызги, потоки воды, выбивающие двери кают при затоплении судна — все это была вода, созданная при помощи компьютерных технологий. В последнем проекте «Аватара» вода также была обработана различными методами, включая захват движения и компьютерную анимацию, что, согласитесь, позволило добиться исключительного качества и реалистичности.

Какое будущее ждет технологии создания экранной воды?

Что ни год, то компьютерные гении удивляют нас все новыми и новыми уровнями своего мастерства. Это касается самых разных областей, и доведение экранной воды до максимально натуралистичной не исключение. Разработчики неустанно ищут (и находят!) способы увеличить уровень детализации воды, улучшить взаимодействие игрока или зрителя с водой: погруженные в виртуальную среду, пользователи ожидают получения не только качественной визуализации, но и полного взаимодействия с окружающим миром.

Создание реалистичной воды в компьютерных играх и фильмах представляет собой сложный и невероятно увлекательный процесс, основанный на передовых технологиях и на их непрестанном совершенствовании. От физических симуляций до хитроумных шейдеров (небольших программ) — каждый из приемов, инструментов имеет значение в вопросе правдоподобности воды. Эти технологии не только улучшают визуальные аспекты, но и поднимают общее качество игрового и кинематографического опыта. А ведь будущее обещает ещё более фантастические достижения в этой области, открывая новые возможности для перестройки восприятия виртуальных миров. И именно поэтому разработка реалистичной воды будет продолжать привлекать профессионалов, которые станут создавать новые шедевры в мире цифрового искусства.