9. 8. 2011

Na grafike vždy záleží .. najviac

Povedal Carmack a opilecky sa zarehotal. Faktom ostáva, že mi DOOM a hlavne Quake dvojnásobne priniesol iba veľkú hromadu trpkého sklamania. Z osembitového spektra a jeho 3D hier som bol zvyknutý, že aj prostredie /nielen živé postavy/ už samo o sebe rozprávalo nejaký príbeh a vyvíjalo sa /Castle Master, Total Eclipse, Dark Side/. Hutná objaviteľská atmosféra, známe predmety - studňa, lavice v kostole, dvojplošník pri pyramíde, vedro, kozub. Nič z toho tie carmackove hry vtedy nemali, a aj dnes stále uprednostňuje technológiu pred nehernými stránkami. Preto zo mňa ešte neodpadlo nadšenie zo staručkej fpsky Blood. Vie snáď niekto z vás ako sa volá hlavný geroj hry Rage /id soft/, a je to vôbec chlap. Who cares ?

Vráťme sa však ku grafike. Ako vieme PS3 dostalo prašivé GPU postavené na zastarelej, a to už pri štarte, Nv7xxx architektúre. O vlas ju minula ďaleko lepšia NV8xx. To pošmyknutie v plnej miere a ešte niečo navyše vyvažuje super výkonný CELL. Dobre. Aká grafika nás však čaká v budúcnosti. Vyššie rozlíšenie obrazu, textúr, lepšie AA a AF, viac svetiel na ploche, lepšie tiene, menej problémov s alfa transparenciami. Viac polygónov. A práve o tých vám teraz niečo malé a neveselé poviem.

Prichod PS3 je možné očakávať pravdepodobne niekedy v priebehu roku 2013. Dajme tomu, že opäť vyfasuje GPU od NVidie. Vieme, že práve v tomto čase bude jej grafická rada založená na novej architektúre Kepler, a nie ďaleko výkonnejšej Maxwell, ktorý na trh ešte len zčerstva dorazí niekedy v roku 2014 /Kepler bol posunutý o rok neskôr na rok 2012, tá tabuľka v odkaze už neplatí/. Pri konzole sa musíme dostať s príkonom do 200w /vyslovene kritická hodnoda/. Pre GPU rátajme s watt budgetom do 100W. Do PS3 teda strčia nejaký 22nm Kepler. Dnešné špičkové PC GPU žerú hravo cez 300w, a Maxwell na tom bude v úvode podobne !! Poviete si, nič sa nedeje, opäť to nejako pokryje CPU PS4ky. V tomto prípade sa však opovážim nesúhlasiť. Vyzera to už tak, že nás niekedy v rokoch 2015-2016 čaká smrť klasického polygónu. Je to podobne fundamentálny prechod ako zo SNES na PSONE, zo sprajtu na polygón. Zo softvérového rendereru v 320x240 do Voodoo filtrovaného sveta v 640x480. Mnohí z nás tento "oblažujúci" pocit predsa aj zažili. Dokonca opakovane.

Špičkoví herný grafici už roky hľadajú vhodnú náhradu za polygón. Menšiu a flexibilnejšiu časticu, ktorá im dá do rúk schopnosť nepredstaviteľne flexibilnejšej, rýchlejšej manipulácie s povrchmi, svetlom, shader kódom. Klasické /25-50 pixel/ polygóny bez ohľadu na dramatický nárast výkonu už roky neprinášajú rovnaké veľké prírastky v praxi. Mnohí sa odporúčajú inšpirovať výrobou CG filmou, ktoré už práve tento typ problému riešili a zdá sa že aj realatívne úspešne. Reyes alebo Mantra rendering a množstvo ďalších zabehaných postupov. Renderman.

Avatar

Ich odpoveď je mikropolygón /µ-polygon/. Pri dnešnom renderingu polygón pokrýva plochu niekoľkých pixelov /naštudujte si texel-pixel ratio/, drvivá väčšina efektov beži v screen space, a nie world space priestore. Je to naozaj iba postefekt výlučne pre oko hráča, herný svet ho "nevidí" - fyzicky tam ten efekt nie je, proste fake iba malo odrážajúci skutočnosť. Rieši to jeden artefakt a prináša ďalších päť /spatial aliasing/ a zhoršuje UV fenomén. Mikropolygón je častica na úrovni pixelu alebo menšia ako pixel/obrátený texel-pixel pomer/. Platí všeobecný konsenzus, že s nárastom polycountu pri klasickom renderingu /plus menšie a menšie polygóny/ dôjdeme k bodu, keď bude ich rendering v roky platnom "štandardne" vysoko neefektívny a bude musieť dôjsť ku zlomu. Veľká paradigma. Práca s mikropolygónami v render pipelajne je výrazne odlišná od klasiky, a celé soft SDK /rozklad základnej geometrie - polys, NURBs, subdivision plochy na mikropolygóny/, a HW /SIMD, vektorizované kalkulácie/ tomu musí byť adaptovaný. Výstup je pre laika zdanlivo "ten istý" ako keby bola scéna zložená z absurdne veľkého počtu polygónov. Mozog však neoklamete, takže maličké nedostatky v kvalite povrchov, svetla, dorazov, tieńov, animácii vám povedia, že sa pozeráte na nedokonalú virtuálnu scénu. Táto negatívna emócia je pri použití mikropolygónov a dostatočnom výkone minimalizovaná na akceptovateľnú úroveň.

Perfektná búrka

Ekonomika tvorby hry, CG filmu je teda pri použití mikropolygóny ďaleko výhodnejšia. Ohromne komplexné scény /Avatar/ výrazne ľahšie realizovateľné. Manipulácia s hmotou : vybuch, rozpad, horenie, prelievanie, trhanie, vlastne všetok pohyb "pohyb" je uveriteľnejší. V budúcnosti masívne používaný displacement mappping plochy nie je limitovaný normálovým vektorom bežnej "polygónovej" plochy. A tento prevrat čakám ako vždy - asi rok a pol po nástupe PS4. Bolo to tak pri PSone /3DFx/, pri PS2 /pixel shaders/, pri PS3 /všetko po Nv 8800, unifikované shaders/ a PS4 si to vyžerie ešte viac. Grafická rada, ktorá príde po Maxvellovi v roku 2015 bude robiť veci, že sa vám budú gule pretáčať v miešku /banality ako rozlíšenie obrazu, už vtedy nikto ani len nespomenie/. Konzoly brzdia PC, a veľký plač pubošov.