Quake Engine: як один рушій став культовою 3D-революцією

Коли йдеться про ігрові рушії, багато хто згадує Unreal Engine, Unity чи CryEngine. Але все це було б неможливим без Quake Engine — рушія, який показав, що тривимірні ігри можуть бути швидкими, красивими та революційними у графіці. Цією статтею ми розпочинаємо цикл матеріалів про легендарні ігрові рушії. Саме ці технології зробили ігри такими, якими ми їх пам’ятаємо й любимо.

Що таке ігровий рушій?

Ігровий рушій — це технологічна основа відеоігор та набір програмних компонентів і інструментів, що забезпечують відтворення графіки, звуку, фізичних ефектів, поведінку NPC, обробку введення та інших ключових аспектів гри.

Замість того, щоб створювати все з нуля, розробники використовують рушії. Це дозволяє швидше та ефективніше будувати складні ігрові світи. Рушій визначає не лише зовнішній вигляд гри, а і її логіку, динаміку та поведінку.

Quake Engine — один із перших рушіїв, що відкрив нові можливості та став фундаментом для майбутніх технологій.

Архітектура рушія

Quake Engine став першим комерційним рушієм, що будував рівні на основі BSP (Binary Space Partitioning). Ця технологія дозволяла ефективно розбивати простір на сегменти для оптимізації рендерингу. У результаті рушій знав, які частини рівня приховані від гравця, і не витрачав ресурси на їх візуалізацію.

Ще однією ключовою інновацією став інтерпретатор QuakeC — мови для опису поведінки об’єктів. Замість вбудованої жорстко фіксованої логіки рушія, Quake дозволив змінювати поведінку гри без перекомпіляції основного коду. Це дало волю моддерам і відкрило шлях до експериментів із геймплеєм задовго до того, як це стало індустріальним стандартом.

Система .PAK-файлів (архівовані ресурси) дала змогу зручно розповсюджувати гру та моди, одночасно зменшуючи навантаження на файлову систему. Це рішення стало стандартом для індустрії на роки вперед.

Компонент рушія	Опис	Особливості та пояснення
Rendering Engine	Відповідає за візуалізацію сцени: геометрію, текстури, освітлення	Перший рушій, що підтримував повністю 3D-полігони — всі об’єкти моделювалися тривимірними багатокутниками, що дало справжнє 3D-зображення.
Sound System	Відтворення звуків, музики та позиційного аудіо	Підтримка 16-бітного стереозвуку та динамічного позиціювання — звук змінюється залежно від розташування гравця, створюючи об’ємне аудіо.
Physics Engine	Обробка колізій, гравітації, руху гравця й NPC	Простий, але ефективний для шутерів 90-х років — рушій відстежує зіткнення об’єктів і керує рухом у тривимірному просторі, створюючи реалістичну взаємодію.
Game Logic (QuakeC)	Скриптова система, що описує поведінку об’єктів, зброї, ворогів	QuakeC — перша реалізація вбудованої логіки, яка дозволяла змінювати ігрову поведінку без переписування основного коду.
Entity System	Управління об’єктами у світі гри (гравці, вороги, предмети, тригери)	Засновано на структурі entity-component — це гнучка система для керування всіма ігровими об’єктами окремо.
Networking Module	Обробка мультиплеєрних підключень, синхронізація гравців	Підтримка client-server моделі, яка дозволяє багатьом гравцям одночасно грати по мережі з мінімальними затримками.
Resource Manager	Завантаження та кешування текстур, моделей, звуків	Оптимізовано під пам’ять ПК того часу — забезпечує швидкий доступ до ресурсів без перевантаження оперативної пам’яті.
Map System (BSP)	Формат карт із поділом простору (Binary Space Partitioning)	BSP дозволив швидкий visibility culling (виключення невидимих зон), що значно підвищило продуктивність рендерингу.
Console & Commands	Вбудована консоль для налаштувань, відлагодження й чит-кодів	Велика гнучкість для моддерів — через консоль можна змінювати параметри гри і тестувати функції без перезапуску.
File System (PAK)	Архівний формат для зберігання ресурсів гри	Простий, але ефективний формат для модифікацій, що дозволяє легко пакувати й розпаковувати ігрові файли, що підтримує моддинг.

Потік обробки даних у рушії виглядав приблизно так: BSP-компілятор створює карту світу → рушій читає файли .BSP і .PAK → через QuakeC виконується ігрова логіка → графіка рендерилась спочатку софтверним рушієм, пізніше додалась підтримка апаратного прискорення через OpenGL → на виході — плавний геймплей навіть на Pentium 90.

Не менш важливим був стек мережевої архітектури. Quake підтримував як локальні мережі (LAN), так і інтернет-з’єднання по TCP/IP, з чітким розділенням ролей клієнта і сервера. Це дозволяло синхронізувати позиції гравців, стрілянину і фізику з мінімальними лагами, що нечувано для свого часу.

Мапи будувалися не лише у 3D — вони ще й мали системи тригерів, телепортів, інтерактивних елементів. І все це — завдяки QuakeC та чіткому розділенню між рівнем і логікою рушія.
Усе це робило рушій модульним: можна було змінювати текстури, моделі, мапи та логіку окремо.

Це ключовий елемент, який зробив Quake Engine придатним не лише для однієї гри, а й для десятків проєктів на його основі.

Графіка і рендеринг

Quake Engine став одним із перших рушіїв у широкому вжитку, що використовував повністю полігональну 3D-графіку. Кожна стіна, кожен монстр — усе будувалось із трикутників. Це дозволило реалізувати справжнє 3D: гравець міг стрибати, прицілюватися вгору-вниз і бачити об’єкти з усіх боків.

OpenGL дозволив реалізувати прозорість, плавне освітлення, водні поверхні й динамічні ефекти. Особливо ефектним було лінійне освітлення рівнів — базовий тип освітлення, що використовував лінійне інтерполювання нормалей і інтенсивності світла. Завдяки цьому світло не просто фарбувало текстуру, а створювало глибшу атмосферу.

Текстури зберігалися у простому 8-бітному палітровому форматі, який обмежував палітру до 256 кольорів, що дозволяло економити пам’ять. Проте кольори й художній стиль компенсували ці технічні обмеження.

Спрайтів було мінімум — навіть монстри були полігональними моделями. Це дало змогу реалізувати анімації через ключові кадри (keyframes), що забезпечувало плавні переходи — ще до появи скелетної анімації.

Світло в грі було напівстатичним — освітлення розраховувалося під час компіляції рівня, але виглядало переконливо. Особливий ефект давало використання lightmap-текстур, які зберігали інформацію про освітлення на поверхнях.

Графіка Quake хоч і виглядала «грубо» навіть на момент релізу, але її головна сила полягала в стилі та технічних інноваціях. Саме завдяки цим рішенням рушій став основою для подальших технологій.

Фізика і логіка

Фізика у Quake Engine була достатньо простою, але напрочуд ефективною. На відміну від попередніх рушіїв, тут уперше реалізовано тривимірну гравітацію: об’єкти падали, відскакували й ковзали не в площині, а у тривимірному просторі. Це дало змогу створювати рівні з платформінгом, стрибками з висоти та динамічним позиціюванням ворогів.

Колізії працювали з урахуванням тривимірної геометрії. Ворог не просто «торкався» спрайту гравця, як у Doom, а реально зіштовхувався з його полігональним тілом. Це дозволило впровадити хітбокси, зони ураження та взаємодію об’єктів у просторі, що стало основою для фізичних рушіїв наступного покоління.

Рухи NPC програмувалися у QuakeC із чітким визначенням анімацій, затримок, маршрутів та тригерів. Для свого часу це було дуже гнучко: розробники могли створювати ворогів, які патрулюють, атакують із затримкою, уникають зіткнень або мають альтернативні фази поведінки.

Ракети, гранати та снаряди мали траєкторії, що враховували силу, гравітацію та зіткнення з геометрією. Усе це забезпечувалося простим, але елегантним фізичним ядром, яке не потребувало апаратного прискорення чи великих обчислювальних ресурсів.

Інтерактивність середовища теж була на новому рівні. Платформи, ліфти, двері — все рухалося, все реагувало на тригери, і все можна було кастомізувати в редакторі рівнів. Це дозволяло зробити рівні не просто декораціями, а справжніми механізмами, які гравець міг освоювати.

Навіть вода та лава мали власні фізичні властивості: уповільнювали рух, відштовхували від дна, дозволяли «виринати» на поверхню. Це здавалося дрібницею, але створювало глибоке занурення.

Окремим гвіздком програми була система тригерів і зон: кожна дія могла викликати іншу — наприклад, «увійти в зону → активувати ворога → запустити катсцену». Це зробило можливим сценарне проєктування рівнів.

Логіка гри була повністю заскриптованою, що дозволило створювати не тільки традиційні шутери, а й експериментальні жанри. Саме на цій основі виникли перші Quake-моди типу Puzzle Quake або Stealth Quake.

Реалізація логіки через QuakeC створила справжній плацдарм для майбутніх ігрових рушіїв. Цей підхід став прототипом для скриптових систем в Unity, Unreal, CryEngine та інших сучасних технологіях.

Інструменти розробки

Одним із найважливіших факторів, що зробив Quake Engine культурним феноменом, була доступність інструментів для створення контенту. На відміну від багатьох сучасників, Quake постачався з розкритою структурою файлів, документацією та навіть прикладами — розробники фактично дали спільноті в руки ті самі інструменти, якими користувались самі.

 

Процес створення рівня в оригінальному Quake складався з кількох чітко визначених етапів: побудова геометрії, розміщення об’єктів, компіляція BSP-структури, створення lightmap, пакування всього контенту в PAK-файл.

Це не було інтуїтивно зрозумілим чи автоматизованим процесом — радше набір технічних кроків, який вимагав дисципліни, уважності та розуміння архітектури рушія. Але в цьому й була його цінність: кожен, хто проходив цей шлях, отримував справжній досвід розробника. Quake фактично став DIY-платформою для ентузіастів. Вони вчилися розробляти гру на практиці.

Окремої уваги заслуговує мова скриптів QuakeC. І хоча це не був повний вихідний код гри, саме через QuakeC розробники-моддери отримували доступ до більшості ігрових механік, а це близько 80% всієї логіки. Поведінка ворогів, характеристики зброї, логіка тригерів, система респауну, навіть простий AI — усе це можна було змінювати, дописувати, перевизначати.

Не менш важливим інструментом була вбудована консоль. Вона дозволяла гравцеві не просто вводити чіти. По факту це був повноцінний командний інтерфейс для налагодження, тестування і запуску внутрішніх систем рушія. Від перегляду логів до зміни мережевих параметрів — усе відбувалося тут, у текстовому режимі, який більше нагадував термінал UNIX, ніж ігровий інтерфейс.

Quake став також важливою віхою в історії мультиплеєру. Мережеві функції давали змогу запускати власні сервери, змінювати кількість гравців, обмеження за пінгом, режими гри. Навіть голосовий чат був реалізований сторонніми утилітами, що тоді вважалося нормою.

Важливу роль у відкритості Quake Engine відіграла структура архівів .PAK. Розробники швидко зрозуміли: якщо гра не захищена жорсткими DRM і її формати зрозумілі — це не недолік, а перевага. З’явилися утиліти для розпакування ресурсів, заміни текстур, моделей, аудіо. Модифікації стали не винятком, а нормою. Навіть більше — без модів важко уявити Quake як культурне явище.

Quake Engine став не просто технологічною основою для десятків ігор. Це була ігрова лабораторія, справжній інструмент для тих, хто хотів не тільки грати, а й створювати. Майже через п’ятнадцять років щось подібне реалізує Minecraft, але тоді, у 1996-му, Quake був у цьому першим.

Модифікації та Total Conversions

Quake Engine не просто дозволяв модифікації — він їх стимулював. Із відкритими скриптами, доступними інструментами й чітко документованою структурою, Quake став першою грою, що породила справжню мод-сцену. І йдеться не про скіни, а про повноцінні тотальні перетворення (Total Conversions), які давали друге, третє і десяте життя рушія.

Одним із найвідоміших модів став Team Fortress. Спочатку це був просто класовий командний шутер з новими механіками, але його популярність змусила Valve купити розробників і адаптувати ідею для рушія GoldSrc (Half-Life). Те саме сталося з Action Quake 2, що теж згодом надихнув Counter-Strike.

Arcane Dimensions — ще один приклад того, як глибоко можна зануритись у Quake Engine. Це не просто мод, а масштабний аддон зі зміненою філософією геймплею, величезними картами, новими текстурами, супротивниками, ігровими механіками. І все це — без жодного редагування рушія на рівні C-коду.

Quake Rally перетворював гру на гоночний симулятор, а Painkeep додавав фізику підривів та пасток. Ці моди виходили за рамки жанру і показували гнучкість рушія навіть без розширення функціоналу «під капотом».

Існували навіть «сюжетні кампанії» на рушії Quake, з власним нарративом, рівнями та катсценами. Beyond Belief, Travail, Nehahra — фанатські проєкти, які демонстрували, що рушій здатен не лише на арени і фраги, а й на оповідальність та сценарну режисуру.

Серед модів з’являлись і справжні технодемки: рушій розширювали, додаючи нові ефекти освітлення, шейдери, навіть псевдо-скелетну анімацію.

Культові ігри на рушії Quake

Quake Engine і його похідні стали основою для низки ігор, що не просто увійшли до історії, а й змінили сам жанр. Їх об’єднує технічна основа, яку можна прослідкувати до першого Quake, навіть якщо зовнішність і геймплей радикально різні.

Оригінальний Quake (1996) заклав фундамент. Його атмосфера, механіки, фізика і мультиплеєр стали орієнтиром для всіх 3D-шутерів на роки вперед. Це стало свого часу не просто переходом у третій вимір, а й на додаток телепортом у революцію сприйняття простору в іграх.

Quake II (1997) продовжив справу, але зі зміною сеттингу та акцентом на кольорову графіку, sci-fi, більш сценарний підхід до кампанії. Тут з’явились складніші рівні, базова структура місій, логічні ланцюжки подій.

Half-Life (1998) на рушії GoldSrc, похідному від Quake, зламав усі уявлення про те, що шутер має бути лінійним тиром. Valve використала рушій для створення інтерактивної оповіді, складної фізики, AI-системи з ієрархією пріоритетів. Це був прорив і для рушія, і для жанру FPS.

Kingpin: Life of Crime (1999) — нуар-шутер із реалістичним насильством і атмосферою вуличного бандитизму. Він показав, що Quake II Engine здатен передати геть іншу естетику — брудну, жорстоку. Був заборонений у кількох країнах.

Return to Castle Wolfenstein (2001) — на id Tech 3 (Quake III Engine) вміло поєднував сюжетну кампанію з мультиплеєром і став основою для першого великого онлайнового шутера від id — Enemy Territory. Мережевий код Quake тут доведено до абсурдно точного рівня.

Call of Duty (2003) — теж на рушії id Tech 3. Сьогодні це AAA-франшиза, але її коріння — у модифікованому Quake. Infinity Ward використали гнучкість рушія, щоб створити кінематографічні бої з великою кількістю NPC, і запустили нову еру військових шутерів.

Soldier of Fortune (2000) — запам’яталась системою пошкоджень GHOUL, де кожна частина тіла мала власну анімацію та ефекти. Технічно це була демонстрація можливостей рушія Quake II у поєднанні з власними бібліотеками Havok-типу.

Medal of Honor: Allied Assault (2002) стала черговою грою на id Tech 3. І хоча рушій був вже «старим», його кастомізація та оптимізація дозволила вичавити максимум. Сцена висадки в Нормандії досі легендарна.

Сучасні проєкти: RTX, ремастери та відкриті порти

У 2020-х Quake Engine пережив друге народження. У 2021 році вийшов офіційний ремастер Quake від Nightdive Studios і id Software. Він зберіг дух оригіналу, але запропонував сучасне освітлення, новий інтерфейс, підтримку 4K, динамічні тіні та покращений звук. І головне — зворотна сумісність з усіма класичними модами.

Одним із найбільш дивовижних проєктів став Quake II RTX — повна перебудова гри з використанням трасування променів у реальному часі. Він працює на рушії Vulkan + RTX і демонструє, як виглядала б класика, якби її створили у 2020-х.

Користувацькі порти типу DarkPlaces чи FTEQW дають змогу запускати Quake з сучасними ефектами: динамічне освітлення, шейдери, текстури 2048×2048, покращені моделі. Вони також дозволяють грати у VR, з підтримкою геймпада, або в онлайні.

Проєкти на кшталт Arcane Dimensions чи Alkaline показують, що ігри на Quake можуть бути не лише ностальгією, а й сучасними витворами дизайну. Багатоповерхові рівні, величезні карти, нетривіальні механіки — усе це можливо навіть сьогодні.

QuakeSpasm, vkQuake, Ironwail — оптимізовані клієнти, які дозволяють запускати оригінал без проблем на сучасних ПК.

До речі, RTX-версії не лише «гарні» — вони ще й слугують технодемками для NVIDIA, показуючи можливості сучасного трасування на знайомому матеріалі. Це частина нової парадигми, де старе стає платформою для демонстрації нового.

Культурний слід

Quake Engine — перша справжня платформа для 3D-ігор, що змінила уявлення про те, як має виглядати рушій. До нього рушій був частиною гри. Після нього — гра стала лише одним із застосувань рушія.

Саме Quake зробив можливим шутери з вертикальністю, точним прицілюванням, мережевими матчами і модами. Його ідеї з BSP, клієнт-серверною архітектурою, скриптами, .PAK-файлами і консоллю стали стандартами ігрової індустрії.

Це рушій, на якому виросли Valve, Raven, Ritual, Infinity Ward, Gearbox і десятки інших студій. Без нього не було б Half-Life, Call of Duty, Medal of Honor, Return to Castle Wolfenstein.

Це технологічна спадщина, яку досі використовують як еталон: для навчання, для гейм-джемів, для експериментів. Рушій, який пережив свою гру, свою епоху і навіть власний код. Quake Engine став справжнім пам’ятником епосі, що і сьогодні працює, навчає і надихає.