Švédske stoly : Digital Illusions - DICE - Embark Studios

Robert "Patrick" Söderlund bol výkonný riaditeľ v Electronic Arts /EA/ a negatívne sa preslávil výrokom “If You Don’t Like it, Don’t Buy it.” To keď internet povedal, že Battlefield 5 /2018, DICE pod EA/ je grécka tragikomédia. Velil hernej produkcii, aj hernému dizajnu. Jadro DICE tvorila švédska demoskupina The Silents /Amiga, C64/ a tá v 1992 založili hernú firmu Digital Illusions /tie slávne amigácke pinbally/. V roku 2000 Digital Illusions akvirovali iných švédov z Refraction Games /Codename Eagle/, ktorí mali rozpracovaný nový herný koncept neskôr známy ako Battlefield 1942. Takto EA prišlo ku Battlefield IP v roku 2006 po úplnom pohltení Digital Illusions /ďalej už ako DICE/.  EA sa snaží vo svojej divízií Frostbite Labs vyvíjať aj vlastný výkonný engine Frostbite /od roku 2008, ideovo za ním stoja progiši z DICE/, ktorý poháňa hlavne Battlefield hry. Bola snaha ho natlačiť aj do iných projektov, ale engine nie je uživateľsky komfortný pre nikoho iného ako kóderov z DICE. Dnes EA neťahá víťaznú šnúru. BF hrám sa stále nedarí, Frostbite zastaráva. Pre vlastné hry nakupujú Unreal Engine a BF hráči s hrôzou utekajú ku CoD konkurencii. Robert "Patrick" Söderlund sa teda rozhodol zdvihnúť kotvy.

V lete 2018 opúšťa EA a ešte v jeseni toho istého roku zakladá videoherné Embark Studios /to embark = aj ako nalodiť sa, eh/. Robert je milionár a mimo iného vlastnil v roku 2016 oficiálne cca 11 mega USD v EA akciách. Dev tím oslávil nedávno tretie výročie a robia na dvojici hier. Kooperatívna scifi akcia Arc Riders /Unreal Engine s ich vlastnými modifikácimi/ a nemenovaná PvP mulťák hra. Podobne ako DICE pracujú s kódom na expertnej úrovni. DICE svojho času s AMD zahviezdilo s veľmi výkonným grafickým API Mantle /výkonnejšie ako DX alebo OGL/ a dnešné používané Vulkan API je vlastne jeho derivátom. Embark chcú ísť ešte ďalej !!

Už dlhšie hovorim, že na produkciu skutočnej next gameplay potrebujeme samozrejme aj vhodné softvérové vývojárske prostredie, middleware, knižnice, interoperabilitu, jazyk. To dnes nemáme a 30 TFlops na NV GPU je vám k ničomu. Potrebujeme niečo čo zvládne prepojiť shader jazyk GPU s C++ jazykom CPU. Naozaj funkčne a flexibilne a tiež grafiku s fyzikou. Všetci už chceme opustiť tú PS2 gameplay mizériu, však. Embark sa rozhodol s projektom pod nazvom Rust vytvoriť presne toto. Revolučný next gen open-source programovací jazyk pre GPU /alebo heterogénne CPU-GPU pod OpenCL, Rust-CUDA, časom možno chcú nahradiť aj SPIR-V/, čo vydrží ďalších 40 rokov /citácia !/ a prenesie nás do hernej budúcnosti. Robí na tom zatiaľ malý tím cca od roku 2016 a práce je ešte pred nimi more.

 

 

Embark Studios, Kajiya renderer GI + RT /ReSTIR je Nvidia algoritmus pre GI/

To ale neznamená, že nejakú funkčnú ukážku už nemajú hotovú. Je to "experimentálny" hybridný renderer Kajiya /Rust/. Hybridný v renderingu znamená, že používate mix softvéru a hardvéru v generovaní obrazu. Niečo podobné ako Lumen pri UE5. Kajiya používa HW rasterizér, softvérový compute rasterizér a raytracing v HW, ak ho GPU podporuje. Globálna iluminácia je samozrejmosť. Exekúcia je však komplikovaná /voxelizácia, GGX aproximácia, konverzie specular-diffuse po prvom odrazem atď./. Na jednoduché riešenie a teda, že všetko spočíta GPU presne, ako má podľa známych rovníc nám ešte chýba zopár desiatok teraflops. Video vyššie v rozlíšení 1080p /Vulkan API/ pod AMD 6800 XT beží na 10ms na frame, čo je cca 100 fps. Ak máte problém s obývačkou, tak si tam predstavte Silent Hill alebo Resident Evil asety. Aj s celou hernou logikou a trochou fyziky to PS5 musí dať na 30 fps so svetelnými fenoménmi ako vo filme - podobný výkon ako PS5 v Matrix deme na UE5.

Na koniec sa ešte na chvíľku vrátim ku DICE a ich Frostbite enginu. Ak si poviete, že utrpeli útekom časti kóderov do Embarku zásadnú stratu, tak opak je skôr pravdou. A kde sa dvaja bijú, tam máme tri štandardy. EA má niečo ako vedecko výskumnú základňu pod názvom SEED. Jeden z ich šéf kóderov - Henrik Halen pracoval pod DICE aj na Frostbite engine a s Andreas Brinck /Digital Illusions veterán !/ nedávno prezentovali superrýchle riešenie GI vo videoprednáške -  GIBS /Global Illumination Based on Surfels/. Princíp je jednoduchý. Potrebujeme zjednodušiť počet GI kalkulácií na hrateľnú úroveň. Surfel je parametrická 2D machuľa a bežne je väčšia ako jeden pixel a dáta vie derivovať z existujúceho G-buffera /čo je 95% dnešných AAA hier /. Aplikačne si surfely predstavte ako farby troch vertexov-vrcholov polygónu interpolované na celú plochu polygónu /nerátate otrocky všetky pixely toho trojuholníka/. 

Surfely kód enginu rozhodí po všetkých objektov /ID indexácia, aby sa ušlo každému/. Bližšie objekty - viac surfelov, menšie surfely, viac svetelných detailov. Vzdialenejšie objekty oveľa menej surfelov, menej svetelných výpočtov. Počet surfelov na frame /screen space !!/ je blízko pojmu konštantný, dostanete teda dobre kontrolovanú záťaž GPU, bez ohľadu na komplexnosť scény. Podobne ako Kajiya renderer Embarku sa tam chystajú zapracovať aj dynamickú geometriu /nová diera v stene, ešte novšia diera v zemi/. Všetky doteraz vymenované technológie smerujú už na súčasnú generáciu konzol PS5+XSX. Veľmi dobrej dynamicky nasvietenej grafiky nielen v EA hrách, ak hra bude mať slušný budget, bude habadej. Nemôžem však to isté povedať o modernejšej animácií a fyzikálnej interakcii. Nechcené deti, potrebujú oveľa viac skutočne kreatívnej práce. Nabudúce snaď aj o nich.