Dzięki SSD odetchnąłem z ulgą - pytam szefa technologii w Insomniac o moc PlayStation 5, 3D Audio i ray tracing

Mike Fitzgerald piastuje wysokie stanowisko Core Tech Director w studio Insomniac Games. Jako szef technologii, Fitzgerald był jedną z pierwszych osób, które dowiedziały się o PlayStation 5 i brały udział w konsultacjach towarzyszących budowie tej konsoli. Lada moment Insomniac wyda drugą grę dla PS5: przepiękne Ratchet and Clank: Rift Apart. Zbliżająca się premiera wysokobudżetowej gry okazała się dobrą okazją, aby porozmawiać na temat samej konsoli PlayStation 5 i powiązanych z nią technologii.

Mike Fitzgerald wytłumaczył mi jak działa 3D Audio i co wnosi to rozwiązanie z perspektywy gracza. Szef technologii przedstawia mi także swoją ocenę konsolowego ray tracingu i jego przydatności w wielkich, wysokobudżetowych produkcjach. Nie mogłem również nie zapytać o możliwości oferowane przez SSD - wszakże możliwości takiego nośnika nie kończą się przecież na skróceniu czasu ładowania.

Szymon Radzewicz, Spider’s Web: Gdy po raz pierwszy zapoznałeś się z devkitem PS5, co sprawiło, że odetchnąłeś i pomyślałeś: Nareszcie. Długo na to czekałem.

Mike Fitzgerald, Core Tech Director, Insomniac Games: Ach, pierwszy raz odetchnąłem jeszcze zanim nawet zobaczyłem devkit PlayStation 5! Podczas jednej z prezentacji za zamkniętymi drzwiami zobaczyłem na slajdzie w PowerPoincie wskazanie SSD jako domyślnego rozwiązania w nowej konsoli, zamiast obrotowego dysku HDD w PS4. Od razu pomyślałem sobie: To będzie gigantyczna zmiana.

Dla producentów gier wideo jednym z największych wyzwań, o których raczej nie mówimy graczom, jest właśnie dysk HDD. Dokładniej problemem jest czas potrzebny aby dotrzeć do zawartych na nim danych. Gdy jakaś gra - na przykład nasz Spider-Man z otwartym światem - korzysta ze środowiska bez ekranów ładowania, kosztuje masę pracy, aby zapewnić odpowiednie spakowanie plików, zmieszczenie się w limitach danych, limitach odczytu i tak dalej. Dlatego, gdy zobaczyłem wzmiankę o SSD, miałem uśmiech od ucha do ucha.

Wróćmy do SSD. Przekaz jest prosty: SSD to krótsze czasy ładowania. Przypuszczam jednak, że z perspektywy producenta SSD pozwala na znacznie więcej.

Tak jak mówisz, wykorzystanie SSD równa się skrócenie lub nawet wyeliminowanie ekranów ładowania. Za tym rozwiązaniem kryje się jednak znacznie, znacznie więcej możliwości. Przykładowo, dzięki SSD mam dostęp do konkretnego obiektu na dysku w przerażająco krótkim czasie. Podczas renderingu między jedną i drugą klatką taki obiekt już jest na miejscu, gotowy do zobaczenia przez użytkownika.

W minionej generacji zdarzało się, że podczas eksploracji jakiegoś wirtualnego obszaru niektóre obiekty dosłownie wyskakiwały przed graczem. Materializowały się zbyt późno. Był to niemy krzyk gry: potrzebuję tego, potrzebuję tamtego, dajcie mi to szybciej. Najlepsze studia produkcyjne nie mogły rozwiązać tego problemu. A tyczył się on zaledwie małego wyciska świata widocznego przed graczem, nawet przy całkowitym braku renderowania reszty świata za jego plecami!

Dzięki SSD możliwe jest zaoferowanie graczom wirtualnych światów z dodatkową gęstością obiektów i dodatkową liczbą detali. Wszystko to bez niepożądanego efektu pop-up. Wcześniej na konsolach coś takiego było niemożliwe do zrealizowania. Było poza naszym zasięgiem, nawet mimo wielu sztuczek udoskonalanych na przestrzeni lat, by serwować graczom naprawdę filmowe, fotorealistyczne produkcje.

Tworząc gry na HDD, musieliśmy być szczególnie ostrożni, gdy umieszczaliśmy dane i pakowaliśmy je. Zawsze przywołuję tutaj przykład kosza na śmieci w Spider-Manie. Żeby gracze widzieli taki kosz podczas swobodnego bujania się na pajęczynach po Nowym Jorku, żeby nie było efektu pop-up i doczytywania tekstur na oczach gracza, musieliśmy umieścić ten kosz na dysku HDD ponad 400 razy, w różnych miejscach. Tylko w ten sposób mogliśmy zapewnić odpowiednią wydajność odczytu danych. Na SSD ten kosz jest… jeden. Po prostu.

Jeśli dobrze rozumiem, ma to gigantyczny wpływ na rozmiar gier i rozmiar ich aktualizacji.

Tak, SSD w gigantyczny sposób ułatwia przygotowywanie aktualizacji do gier. Jeśli chcemy zmienić wcześniej wspomniany kosz na PS5, dodajemy odrobinę kodu - kilka bitów - dla jednego obiektu. Na HDD robi się z tego ponad gigabajt danych, ze względu na to jak 400 koszy powtarza się na obrotowym nośniku. Gigabajt tylko przez to, że chcemy zmienić jeden kosz! SSD bardzo pozytywnie wpływa na rozmiary aktualizacji i zużyty transfer pobierania. Gdy jako studio jesteśmy w gorącym okresie prac tuż przed samą premierą, gdy poprawki wdrażamy jedna za drugą, diametralnie ułatwia to pracę.

Do tego dochodzi miejsce na dysku. Widzieliśmy to na przykładzie naszej gry Spider-Man Miles Morales. Wersja dla PS5 to 2/3 rozmiaru gry dla PS4, pomimo zaserwowania tekstur w wyraźnie większej rozdzielczości czy pokaźniejszych plików audio.

Wspomniałeś wcześniej o 3D Audio. Wytłumacz mi jak 5-letniemu dziecku, jak to działa i co zyskuję.

Zacznijmy od tego, że każdy z nas ma unikalny kształt ucha, który wpływa na odbiór dźwięków z otoczenia, gier czy filmów. Nasze bębenki nie zdają sobie sprawy z tej unikalności, one po prostu robią swoje: wibrują. Na podstawie tych wibracji dopasowanych do kształtu naszych uszu, określamy m.in. kierunek nadchodzącego dźwięku oraz odległość tego dźwięku od odbiorcy.

Z kolei układ Tempest w konsoli PlayStation 5 emuluje efekt uzyskany przez bębenki, minimalizując jednocześnie przeszkody w postaci zróżnicowanych kształtów ucha. W scenie dźwiękowej generowanej przez PlayStation 5 każde źródło dźwięku jest indywidualnie pozycjonowane w przestrzeni. Konsola emuluje takie źródło w sposób, który pomaga naszym bębenkom umieścić je w przestrzeni. Kierunkowo i na odległość.

Porównajmy to teraz do audio w starszej grze na PlayStation 4. Tam nie mamy układu Tempest, mamy za to tradycyjny miks audio. Czyli 5.1 Surround Sound mieszamy w kanałach: środek, frontowe lewo, frontowe prawo, przestrzenne lewo, przestrzenne prawo. Z kolei Tempest pomaga mózgowi określić nie tylko kierunek nadchodzącego źródła, ale również jego odległość względem użytkownika. Na miksie 5.1 nie poczujesz zasadniczej różnicy, gdy obiekt na lewo zmieni odległość z 10 metrów od ciebie do 3 metrów. Korzystając z 3D Audio na PlayStation 5, wyraźnie poczujesz zmniejszający się dystans.

Nowością na PS5 jest również ray tracing. Twoim zdaniem to rewolucja w świecie gier, zaledwie jedno z wielu opcjonalnych narzędzi czy przepompowany balon?

Zdecydowanie to jedno z wielu narzędzi, ale za to bardzo ważne. Ray tracing skutecznie pokazuje możliwości nowych platform, tak oczekiwane przez niektórych graczy silnie stawiających na oprawę wizualną. Możliwość wdrożenia odbić światła w naszym wirtualnym Nowym Jorku stworzonym dla Spider-Mana sprawiła, że miasto zyskało dodatkową głębię. Skok jakościowy był widoczny gołym okiem.

W Ratchet and Clank: Rift Apart wykorzystanie ray tracingu dodaje do gry nowy poziom realizmu i autentyczności. Zwłaszcza w obszarze zróżnicowanych powierzchni i materiałów. To dla nas szczególnie ważne, ponieważ za punkt ambicji postawiliśmy sobie przygotowanie gry tak pięknej, że w zasadzie nie do odróżnienia od kinowej animacji. Ray tracing bardzo w tym pomaga, dzięki niemu skracamy dystans do wytwórni filmowych tworzących oscarowe produkcje pełnometrażowe.

Osobiście jestem zachwycony tym, jak elementy podatne na wpływ konsolowego ray tracingu reagują na siebie nawzajem. Jak się uzupełniają. W grze nie musisz ustawiać tysięcy luster i szyb, aby to docenić. Subtelne wykorzystanie tego rozwiązania również jest piękne. Wierzę, że z czasem tay tracing będzie jeszcze silniej obecny w naszych grach, mając większy wpływ na oświetlenie. Koniec końców wdrożenie tego narzędzia podnosi jakość naszej produkcji, a przecież właśnie o to nam chodzi.

Można powiedzieć, że ray tracing automatyzuje i przyspiesza waszą pracę w obszarze efektów świetlnych?

Z perspektywy prac nad odbiciami świetlnymi powierzchni, za obliczanie których odpowiada ray tracing, faktycznie można tak powiedzieć. Z drugiej strony musimy teraz zwracać większą uwagę na to, jakie właściwości nadajemy powierzchniom wrzucanym do gry. Tylko dobrze zdefiniowana powierzchnia będzie generować odpowiednie, pożądane przez nas odbicia. Inaczej uzyskamy nienaturalny efekt. Jeśli jednak parametry się zgadzają, kadr staje się bardzo przekonujący, bo uwzględnia masę zmiennych: kąty padania, refleksyjne walory powierzchni, jej niedoskonałości, wpływ kilku źródeł światła i tak dalej.

Ray tracing ułatwia wiele rzeczy, zwłaszcza w późniejszej fazie produkcyjnej. Przykładowo, dawniej nasi artyści musieli uważać, aby odbicia odzwierciedlały odbijaną rzeczywistość. Zdarzało się jednak, że projektując lokacje, przesadzaliśmy jakieś drzewa czy przenosiliśmy budynki. Chociaż nie było ich już w grze, ich odbicia wciąż znajdowały się w lustrach i szybach. Dzięki ray tracingowi takie pomyłki mogą zostać wyeliminowane.

Świetnym przykładem jest nasz Clank z Rift Apart, z obudową ze szczotkowanego metalu. Czysty, błyszczący metal jest stosunkowo łatwy do odwzorowania jeśli chodzi o odbicia. Kiedy jednak metal ma skazy, kiedy jest starty czy szczotkowany, sytuacja bardzo się komplikuje. Zamiast jednego promienia w danym punkcie musimy kierować tych promieni np. pięć na punkt, by osiągać odpowiednio realistyczny stopień deformacji oraz rozproszenia. Automatyzacja takich procesów bardzo pomaga. Nasi artyści mogą w tym czasie skoncentrować się na pilnowaniu innych aspektów gry.

Ratchet and Clank: Rift Apart będzie waszą drugą grą dla PlayStation 5. Podejrzanie szybko wam to idzie...

(śmiech) Jako Insomniac Games mamy doskonały kontakt z Markiem Cernym - głównym architektem PlayStation 5, który lata temu pracował w Insomniac nad Spyro i wcześniejszymi grami z serii Ratchet and Clank. Teraz nasze studio jest silniej osadzone w strukturach PlayStation i nie ukrywam, że mieliśmy zapewniony wcześniejszy dostęp do wielu elementów powstającego hardware’u. Wiedzieliśmy, co się zbliża. Dlatego mogliśmy dopasować naszą pracę do nadchodzących wydarzeń.

Do tego dochodzi zwykłe szczęście, ponieważ kalendarz produkcyjny naszego studia rewelacyjnie pokrywał się z większymi planami Sony dotyczącymi PlayStation 5. Dzięki temu mamy przywilej uchodzić za jedną z pierwszych drużyn deweloperskich pokazujących graczom, co potrafi nowy hardware.

Skok technologiczny między PS2 i PS3 był gigantyczny. Jednak skok między PS3 i PS4 to już płynna ewolucja. Jak w tym kontekście oceniasz potencjał PS5?

(chwila namysłu). Myślę, że każda platforma ma swoją unikalną dynamikę, osadzoną w konkretnym, niepowtarzalnym przedziale czasowym. Nic nie dzieje się dwa razy, za to musimy patrzeć na więcej elementów niż tylko prosty skok graficzny. Na przykład kontroler DualSense z haptycznymi wibracjami i adaptacyjnymi spustami czy 3D Audio możliwe dzięki dodatkowym podzespołom PS5. Przyjemnym bonusem tej generacji jest zgodność z najnowszymi standardami odbiorników telewizyjnych. Nie musimy już gonić za 4K. Nie musimy gonić za HDR. Całą dodatkową moc możemy przekierować na najpiękniejsze i najbardziej złożone gry wideo, jakie kiedykolwiek powstały.

Wracając do twojego pytania, zdecydowanie mamy do czynienia z wielkim skokiem technologicznym. Jest on jednak rozbity na znacznie więcej płaszczyzn niż w przypadku wcześniejszych generacji PlayStation, bo bierzemy pod uwagę nie tylko moc obliczeniową, ale również takie nieoczywiste obszary jak dotyk czy dźwięk.

Dzięki za rozmowę!