Бурлаков И. В. HOMO GAMER. Психология компьютерных игр

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные методы создания эффекта присутствия
при помощи вычислительной техники

Задача графического движка - создание эффекта присутствия в виртуальном мире. Обычно большую часть информации о мире человек получает при помощи зрения, поэтому основной вклад в создание эффекта присутствия дает компьютерная графика.
Сложно объяснить, что такое эффект присутствия в Дум-образной игре человеку, никогда его не испытывавшему. Многие игроки говорят, что сливаются с персонажем в одно целое через полчаса игры. Игрок остается человеком, но вокруг него не комната, а совсем другой мир. Он точно так же его ощущает, как всю свою неигровую жизнь - реальный мир.
Помимо компьютера, есть другие способы создания эффекта присутствия в виртуальном мире. Их так много, что в некоторых странах они стали национальным бедствием. Сегодня уход из реального мира при помощи синтетических или натуральных веществ - серьезное нарушение законов большинства развитых государств. Возможно, компьютерные игры существуют только потому, что никто не ждал угрозы дереализации сознания именно со стороны компьютеров. Компьютерная иллюзия меньше разрушает человеческий организм, хотя вред от повышенной нагрузки на глаза и малоподвижного образа жизни вполне очевиден. Она более управляема – игрок в любой момент может отвернуться от монитора или просто закрыть глаза.
Первоначально в компьютерной индустрии эффект присутствия создавался при помощи раздельной подачи синтезированного телевизионного изображения на каждый глаз человека. Первым применил этот метод на практике американский предприниматель Джарон Ланье, создав в 1984 в Силиконовой долине “Visual Programming Language Research, Inc” [37]. Это предприятие разработало ключевые технические компоненты метода: “перчатку”, “шлем виртуальной реальности” и необходимое программное обеспечение. Само понятие “виртуальная реальность” первым ввел Ланье.
После того как шлем надет и система виртуальной реальности включена, специальный датчик отслеживает положение головы игрока. Компьютер на основе этих данных синтезирует картину виртуального мира, видимую именно с этой точки виртуального пространства и именно под такими углами зрения. Два телевизора на шлеме (по одному на каждый глаз) показывают эти изображения человеку. Если он повернет голову – компьютер построит новую картину мира. Первый комплект, обеспечивающий присутствие на чаепитии у Безумного Шляпника в “Приключениях Алисы”, стоил больше миллиона долларов.
Виртуальная реальность применяется в разных областях промышленности. С помощью этой технологии американские астронавты обучались управлять манипулятором грузовой кабины “Space Shuttle”. В земных условиях построить иной тренажер нельзя. Можно имитировать невесомость в бассейне, но тогда движения манипулятора и перемещаемого объекта будут испытывать значительное влияние вязкости воды. Полученный навык будет неприменим в условиях реального космического полета. В виртуальной же реальности поведение образа манипулятора зависит только от программы (рис. 2).

Рис. 2

В конце 1998 года упрощенный вариант этого устройства предлагала американская компания Metabyte, Inc. [4] Оно называется “Стереоочки Wicked3D eyeScream”. Через эти очки пользователь должен смотреть на свой монитор. Стекла очков поочередно становятся непрозрачными за счет эффекта поляризации нанесенной на них полимерной пленки. Очки как бы закрывают попеременно то один, то другой глаз, в то время как на мониторе поочередно демонстрируются картинки для левого и правого глаза. Плоский экран кажется объемным.
Еще до "виртуальной реальности" было много попыток использовать стереоизображение в телевидении или кинематографе, но в силу особенностей человеческого зрения они не привели к росту эффекта присутствия и оказались невостребованными. Если сопоставить угловое разрешение сетчатки, ограниченное размерами составляющих ее клеток (они называются "колбочки" и "палочки"), и расстояние между глазами, то выясняется, что человек видит мир плоским уже в трех-четырех метрах от своего лица. Как только объект удаляется, различия в его проекциях на сетчатку обоих глаз становятся меньше размеров клеток-фоторецепторов. Оптическое различие по-прежнему существует, но изменить состояние сетчатки оно уже не в состоянии, поэтому человек его не видит. Вклад стереозрения в “объемность” видимого мира невелик. У него другая роль - повышать четкость изображения, увеличивать угол обзора и компенсировать слепое пятно каждого глаза. (“Слепое пятно” - место на сетчатке, где из глаза выходит зрительный нерв, здесь зрительное восприятие внешнего мира отсутствует). Большую часть реального мира человек всегда видит плоской. По этой причине для создания эффекта присутствия в виртуальном мире достаточно обычного монитора.
До Дум-образных игр игрок наблюдал за перемещением персонажа со стороны. Слить игрока и персонаж в одно целое и таким образом резко увеличить эффект присутствия удалось за счет систематического использования психологических методов. Другой науки, изучающей процесс построения образа мира в человеческой душе, просто не существует, “…только та часть искусства, которая охватывает процесс художественного образотворчества, может быть предметом психологии…” [26]. Больше всего применяется в Дум-образных играх “Экологический подход к зрительному восприятию” американского психолога Джеймса Гибсона [6].
Исходная точка этой теории – роль зрения в естественном отборе. Почему оно возникло и существует? Потому что повышает приспособляемость: у слепого меньше шансов выжить. В чем уникальность зрения? Оно дает возможность на расстоянии “ощупывать” и “пробовать” предметы и среду, не вступая с ними в непосредственный контакт.
Чем лучше зрение, тем раньше человек заметит хищника и быстрее найдет укрытие, тем вернее оценит надежность опоры под ногой или шансы преодолеть преграду – стену или пропасть. Там, где визуальная информация не влияет на выживание (с точки зрения сотен тысячелетий эволюционного опыта), возможны иллюзии: расстояние до Луны оценивается “на глаз” как сто-двести метров, "свинцовые" облака без всякой опоры висят в воздухе, а параллельные рельсы пересекаются у горизонта.
Человек постоянно сканирует среду в поисках новой информации. Световой поток на сетчатке постоянно меняется. Как только в форме границ световых пятен, в соотношении их цветов, яркости и контрастности мозг опознает уже виденное – в субъективной картине мира появляется еще один образ. Совокупность его признаков называется “инвариант”. Например, инвариант неба – текстура с размытым рисунком, неподвижная при продольных и поперечных перемещениях, но поворачивающаяся вместе с поворотом головы. Цвет не важен.
Инвариант объема пространства – степень “посинения” удаленных объектов: их цвет изменяет воздух и содержащаяся в нем пыль. Когда горожане попадают в горы, где воздух разрежен, а пыли почти нет, этот инвариант приводит к ошибке: все кажется ближе, чем на самом деле. Обычно важные для выживания инварианты дублируют друг друга, поэтому взрослый человек в привычной для него среде редко ошибается. В Дум-образной игре на экране удаленные предметы синеют точно так же, как и в реальном мире. В старых играх всего 3-4 градации “подсинивания”, они пересекают горизонтальными полосами весь экран ("DOOM II"). Предметы в игре исчезают и появляются ниоткуда - так вода в реальной луже пропадает на глазах (пар невидим).
Инвариант присутствия (где-либо) - кончик носа. В реальном мире нос всегда в поле зрения человека. Относительно него, вернее, расплывчатого пятна, которым он представлен, определяются все движения внешнего мира. Как только игрок готов принять кончик ствола на экране компьютера за этот инвариант – он попадает в мир Дум-образной игры.
Образ мира человек строит в ходе своего взаимодействия с ним. Он редко на что смотрит неподвижно, обычно в разглядывании участвует все тело: подходит ближе, отходит дальше, наклоняет голову, поворачивает предмет в руках. В "Виртуальной реальности" изменять точку зрения позволяют движения шлема и перчатки-указателя, в Дум-образной игре - работа с "мышью" и клавиатурой. Мощность эффекта присутствия зависит от готовности игрока создать образ и от того, насколько предложенный материал позволяет это сделать (менять точку зрения, пока не будет обнаружен инвариант). Многое из того, что видит игрок, может увидеть только искренне желающий увидеть именно это. Реалистичность образа в игре во многом зависит от того, насколько художнику удается правильно подобрать для него инвариант. Особенно это касается сложных объектов – таких, например, как пламя огня или поверхность воды.

Особенности зрительного восприятия игрока

В видеоряде Дум-образной игры доля инвариантов больше, чем в реальном мире. Это закономерное явление, вызванное логикой развития индустрии компьютерных игр: она построена вокруг игрока, а поведение игрока в основном определяют две противоречащие друг другу тенденции. С одной стороны, у него есть желание попасть в другой мир, поэтому он ищет игру с как можно более сильным эффектом присутствия. С другой стороны, игрок хочет заплатить за игру вполне определенную сумму денег, и никак не больше.
Цена компакт-диска с игровой программой - лишь малая часть затрат на игру. Основной вклад в общую стоимость игры как деятельности дает компьютерное “железо”. Оно нуждается в постоянном обновлении. Этапы в развитии Дум-образных игр совпадают с этапами развития персонального компьютера. Новое “железо” позволяет “вкладывать” новую “душу”: насыщать игру большим количеством более сложных и разнообразных образов, чтобы усилить эффект присутствия.
Любая популярная игра находится в производстве не один год. Это придает процессу создания игр дополнительную сложность: трудно предугадать облик массового компьютера через такой срок. Когда создателям игры это удается, игра использует все возможности наиболее массовых в данный момент компьютеров и не требует от игроков больших вложений в “железо”, чем они хотят. Так произошло с “DOOM II” и другими играми id Software. Ошибка приводит к снижению тиража и потере денег. Игроки такую игру отвергнут, потому что она будет выглядеть примитивной по сравнению с конкурентами, либо в нее окажется невозможно комфортно играть по причине недостаточного быстродействия компьютера. Возможно, именно это случилось с “Unreal”: в 1998 году многие игроки считали эту игру самой совершенной по качеству видеоряда, но авторитетный международный журнал “Мир ПК” в свой список лучших программных продуктов 1998 года внес не ее, а “Quake II” [10]. По меркам 1998 года, требования “Unreal” к мощности компьютера оказались малоприемлемы.
Для создателей Дум-образных игр возможность дать игроку новый сложный объект без существенных затрат на “железо” – важный аспект конкурентной борьбы. (Это характерно только для Дум-образных игр. В Квесте всегда можно использовать готовый видеоклип. От стратегических игр игроки хорошей графики и не ждут: шахматы - в первую очередь мир смыслов). В момент игры человек и компьютер образуют единую систему: машина синтезирует информацию, а психика строит на ее основе образы. Учет “человеческого фактора” позволяет увеличить эффект присутствия без роста нагрузки на компьютер: машина создает и показывает на экране только те части изображения, без которых игрок не сможет построить виртуальный мир - инварианты. До тех пор, пока игрок может извлекать инварианты из визуальной среды в достаточном для текущей деятельности объеме, у него не возникает потребность в полной информации.
Впервые в крупнотиражных компьютерных играх инвариантный подход к сложным объектам стал заметен в “Hexen II” и “Quake” (“id Software”): в Дум-образной игре появился образ огня. Источник огня был небольшого размера (факел). Смотреть на него полагалось издалека, снизу или сбоку. При ближайшем рассмотрении пламя оказывалось несколькими циклически сменяющими друг друга светлыми фигурами, похожими на четырехугольные пирамиды с изломанными кромками. Длительность цикла – около секунды.
Более высокий уровень достоверности образа, с точки зрения большинства игроков, был достигнут в игре “Unreal”. Здесь использован целый набор разных инвариантов. Образ свечи создает неподвижная светлая треугольная пирамида. Источник огня покрупнее – факел - образуют четыре вертикально ориентированные тонкие плоские фигуры. Они имеют одинаковую форму, близкую к прямоугольному треугольнику. Одним катетом (перпендикулярным полу) они соприкасаются. Другой катет каждого “треугольника” лежит в параллельной полу плоскости. Если смотреть на факел сверху, то он выглядит как крест из светящихся линий. Когда факел расположен у стены, крест уплощается, становится похож на букву “Х”. Более крупный источник огня составлен из шести “треугольников”, самый крупный - из восьми, сверху они все вместе выглядят как Мальтийский крест.
На рисунке слева (рис. 3) – кадр из игры “Unreal”, “уровень” “Temple of Vandora”. В обычном режиме просмотра игрок никогда не может увидеть этот крупный источник огня в таком ракурсе. Хорошо различима радиальная структура объекта.

Рис. 3

По поверхности “треугольников” обычно снизу вверх поднимаются волны, иногда они расходятся веером от прямого угла. Приближаясь к гипотенузе, они становятся прозрачными, невидимыми.
Цвет пламени может быть почти любым: красным, желтым, синим, фиолетовым. Оттенок зависит от расстояния от точки наблюдения до источника огня. Белый и зеленый цвет не используются: белый огонь человек идентифицирует как пар, зеленый делает пламя похожим на воду.
Слово “треугольник” очень приблизительно передает форму: она может изменяться по степени “вытянутости” вверх и изогнутости гипотенузы. Прямой угол при основании можно выделить всегда, но изредка “область горения” может быть приподнята над горизонтальным катетом. В этом случае лежащая под ней часть “треугольника” используется для создания образа падающих искр при помощи двигающихся по параболическим траекториям светящихся точек с медленно угасающим шлейфом.
Это виртуальное сооружение гораздо менее классично, чем пирамидка из игр предыдущего поколения, но образ огня, построенный на его основе, субъективно оказывается сильнее. Возможно, это происходит оттого, что так человек опознает огонь “на самом деле”.
На рисунке 4 – кадр из игры “Unreal”, “уровень” “Nali Castle”. Точка зрения нетипична для игрока, заметна радиальная структура объекта.

Рис. 4

Кроме огня, в Дум-образных играх есть еще несколько сложных образов, для создания которых использованы неклассические методы. Следующий по частоте использования - образ поверхности воды. Его создают сложные подвижные узоры на плоскости. Мелкие лужи смотрятся реалистично. Когда площадь поверхности становится больше, образ воды иногда теряет устойчивость. Игрок расценивает скорость перемещения узоров-волн как нетипичную для воды. Он видит спирт, ртуть или масло - жидкость с другой текучестью.
Сегодня тенденция насыщения инвариантами характерна для многих средств передачи информации. Новые технологии телевидения и звукозаписи (DVD, MPEG) фильтруют и исключают информацию, если без нее можно сохранить и воспроизвести инвариант. Большая часть рисунков, фотографий, видеоклипов и звукозаписей в Интернете подвергнута процедуре “сжатия информации с частичной потерей данных”. Раньше такой подход был мало распространен, хотя первые попытки создавать зрительные образы нетрадиционными методами зафиксированы в живописи более ста лет назад. С точки зрения классического искусства, на таких картинах объекта нет, хотя его присутствие субъективно переживается зрителем. Пока образы устойчивы, игрок не задумывается, из чего именно он их создал, но стоит ему приблизиться к ним вплотную или выбрать неподходящую точку зрения, как они распадаются на груду странных предметов.
Раньше общество целенаправленно воспитывало привычку воспринимать зрительную информацию в традициях реализма. Все иллюстрации в школьных учебниках и все рисунки в детских книжках, все портреты в школьных классах и все репродукции картин не имели от него ни одного существенного отклонения. Любые другие методы передачи зрительных образов подавлялись. Теперь все изменилось: играя в компьютерные игры, люди интенсивно осваивают нетрадиционный для культуры язык. Этот процесс оказался настолько органичным, что мало кто обратил на него внимание.
Любой язык задает тип мышления. Например, в средние века в Европе присуждали научную степень за перемножение двух современных трехзначных чисел [12]. Трудность состояла в том, что числа в то время записывали римскими цифрами ("Х", "I", "V", и нет нуля). Переход на "арабский" цифровой язык резко увеличил доступность и скорость математического мышления. Судя по тому, с каким энтузиазмом в мире был воспринят графический авангард, потребность в инвариантном языке для визуальной информации очень велика. Привыкнув воспринимать информацию на неклассическом языке, человек естественно будет использовать его и для самовыражения. Через двадцать лет, когда вырастет новое поколение, это изменит наполнение картинных галерей, графическое решение рекламы и архитектуру.
Побочный эффект развития технологии создания образов в компьютерных играх – появление “зрячих роботов”. Машины давно способны распознавать буквы, переводить напечатанный или рукописный текст с листа бумаги в компьютерный код. Программа сравнивает черно-белые линии с эталонными инвариантами букв и, когда вероятность совпадения превышает заданную, “опознает” знак. Как только мощность машин возрастет, станет возможным заменить статичные инварианты букв на подвижные инварианты сложных образов, а белый лист - на изображение с видеокамеры. Это приведет к появлению роботов, способных опознавать огонь, воду, небо и другие объекты реального мира, что даст им возможность выйти из стен лабораторий в реальный мир.

Ваш комментарий о книге
Обратно в раздел психология