Nvidia PhysX - Herní fyzika pro masy | Kapitola 4
Seznam kapitol
Dnes uvádí NVIDIA na trh prvotní balíček pro akceleraci fyziky PhysX na grafických kartách GeForce. Stane se tato událost dalším milníkem v historii herní fyziky? Prosadí se model výpočtu a akcelerace fyziky přes GPU v globální rovině? My se vám pokusíme tuto záležitost důkladně představit, a rozhodnutí necháme na vás.
Na dnešním trhu existují v podstatě pouze dvě profesionální technologie pro herní fyziku. Prvním průkopníkem byl Havok Physics, který si představíme jako první.
Havok Physics
První verze vývojářského prostředí Havok byla vydána v roce 2000. V dnešní době se již pilně pracuje na verzi 6.0, která by měla umět akcelerovat část fyzikálních efektů skrze jakékoliv GPU (spíše se ale uvažuje o limitované podpoře). Analytici spekulují, že technologii Havok si nový majitel Intel chce "ponechat" pouze pro sebe a neposkytne ji nakonec ani AMD/ATi (jak se před nedávnem neslo webem). Jak to nakonec bude, odpoví až čas, dnes zatím nikdo nic stoprocentně neví. Společnost AMD a Havok možnosti fyziky skrze GPU teprve zkoumají, tak alespoň hovoří oficiální prohlášení.
Engine Havok dokáže plně akcelerovat a zpracovat Ai postav (Havok Behavior), herní fyziku (Havok Physics), simulaci textilií (Havok Cloth), kolizi objektů a destrukce (Havok Destruction). V podstatě nejpoužívanější je základní verze Havok Physics pro herní fyziku. Tento balíček obsahuje základní herní fyziku v podobě kolizních algoritmů základních objektů, automobilů, postav a podobně. Základní modul je ale velmi jednoduchý a neobsahuje téměř nic z pokročilé "efektové" fyziky. Pokud ji chcete využít, je nutné si pořídit další rozšíření. Široká je také použitelnost na různých platformách, Havok lze využít od PlayStation 1,2,3 přes Xbox 360, po Wii až k PC.
Základní nevýhoda je "zastaralost" tohoto enginu ve stávající verzi. I kdyby vývojář použil všechny SDK moduly Havok, takové vizuální stránky, jako nabízí konkurenční engine PhysX nelze dosáhnout. S příští verzí (očekává se ke konci roku), bude možná situace jiná. Nyní jsou ale možnosti fyziky skrze Havok omezené, a od prvotní verze použité v "Half Life" 2 se mnoho nezměnilo.
To ovšem nemění nic na faktu, že Havok je jasným lídrem na trhu s herní fyzikou, a tento engine využívá více než 150 her na trhu. Jen pro zajímavost uvádím několik nejznámějších her postavených na Havok: F.E.A.R., Half Life 2, Assassins Creed, Bioshock, Lost Planet, Oblivion. Kromě her má také tato společnost uzavřenu smlouvu s mnoha výrobci CAD aplikací, fyzikálních simulátorů a dalšího software. Od letošního roku je možné si dokonce pořídit základní vývojářský balík zcela zdarma. Za profesionální podporu se ale platí dál.
Velkou výhodou tohoto řešení, je jeho technická vyladěnost a perfektní dokumentace spolu s nástroji pro snadnou implementaci fyziky tohoto formátu. Havok je zkrátka "sázka na jistotu" a proto jej stále tolik herních studií licencuje pro své tituly. V této verzi je ale veškerá fyzika počítána procesorem, Havok Physics neumí akcelerovat žádnou část fyziky skrze GPU.
NVIDIA PhysX
Druhou alternativou na trhu je samozřejmě PhysX, reprezentovaný původním názvem enginu NovodeX. První zmínky o tomto konceptu herní fyziky se datují na polovinu roku 2002, kdy byla také založena společnost Ageia - tvůrce celého PhysX. Celá koncepce tohoto řešení je jiná, než u Havok. K plnému využití všech možností byl nutný "PPU" hardwarový akcelerátor.
Softwarový vývojářský balík měla Ageia hotový již od dva roky, a čekalo se pouze na akcelerační PCI kartu. Ta se dostala na trh (po několikerém odložení) na začátku roku 2006. V té době také začal výrobce distribuovat software pro implementaci fyziky zdarma mezi vývojáře her. Dlužno říci, že těch, kteří se pro tuto novou fyziku rozhodlo, bylo jen několik.
Možnosti a koncepce je mnohem lepší a modernější, než nabízí Havok. Možnosti efektů a ztvárnění fyziky je na mnohem vyšší úrovni. K většímu rozšíření mezi herní producenty ale nedošlo právě kvůli nutnosti dalšího hardware v počítači. Vývojáři usoudili, že by se jejich hry nemusely dobře prodávat, z důvodu pořízení další drahé (v čase uvedení stála kolem 4500Kč s DPH) karty. K čemuž by se spousta hráčů určitě nerozhodla. Zvítězila tedy raději osvědčená cesta Havok, před experimentem PhysX (byť vizuálně dokonalejším).
Herní fyzika PhysX samozřejmě umožňuje zpracování některých efektů také postaru "procesorem CPU", ovšem zde se neukáží všechny možnosti efektů. S přídavnou kartou "PPU" se teprve ukázaly možnosti naplno.
Kompletní SDK PhysX (NovodeX) je také mnohem komplexnější než Havok. Všechny možnosti herní fyziky najdete v jediném balíku, a není nutné zvláštní doplňky (textilie, destrukce atd.) licencovat zvlášť. S PhysX dostanete naprosto vše v jednom jediném vývojářském kitu zcela zdarma. I zde je samozřejmě plná technická podpora placenou službou.
Možnosti využití PhysX na různých platformách jsou stejné, jako u Havok. Podporované jsou PC, PlayStation 3, Xbox 360, Wii. Portfolio her postavených na PhysX je samozřejmě nižší než u předešlého enginu. Nyní je na této fyzice postaveno kolem 50-ti her, jako nejznámější zástupce jmenujme: Mass Effect, Gears Of War, Unreal Tournament 3, GRAW 2, Gothic 3, Medal Of Honor Airborne. Na dalších titulech se pilně pracuje. Díky NVIDIA a jejich CUDA, se také tento koncept dostává do vědecké roviny software pro fyzikální simulace a CAD, stejně jako tomu je u Havok.
Skomírající technologie PhysX pod křídly Ageia, dostala nyní novou "krev do žil" a díky aktivnímu přispění NVIDIA, se brzy objeví mnoho nových titulů s touto fyzikou. Do konce roku se ještě dočkáme her: Cryostasis, MKZ, Bionic Commando, Empire Total War a dalších. Hlavní nevýhoda v podobě nutnosti mít v počítači další kartu je totiž pryč, každá grafické karta GeForce 8/9/200 bude sloužit jako plnohodnotný PhysX hardwarový akcelerátor. V případě PhysX je téměř veškerá herní fyzika počítána GPU a efekty jsou mnohem kvalitnější, než u konkurenčního enginu.
Havok vs PhysX
Havok je sice rozšířenější ale jeho efekty nejsou tak propracované jako u PhysX. V nynější verzi je možné fyziku Havok počítat pouze procesorem, nikoli grafickou kartou. U Havok dostanete zdarma pouze základní "ořezanou" verzi fyzikálního engine, doplňky a rozšíření je nutné licencovat zvlášť. U PhysX je kompletní SDK zdarma. Nevýhoda PhysX je akcelerace pouze na kartách GeForce (nebo skrze Ageia kartu), což se asi zřejmě změní a ATi bude nakonec také využívat PhysX. V podstatě je tedy PhysX ve všech směrech dále, než Havok - podstatným negativem je stále malá nabídka her podporující PhysX (to se snad ale také brzy změní).
Další možnosti
Řekl jsem v úvodu, že fyzikální enginy máme na trhu pouze dva - tak úplná pravda to ale není. Spíš jsem měl říci "komplexní fyzikální enginy" máme na trhu dva. Stále je totiž mnoho vývojářů her, kteří si vyvíjejí svůj vlastní engine i fyziku. Příkladem budiž třeba Crysis (CryEngine2) a nebo velká většina závodních her (RaceDriver Grid využívá systém eGO). Pokud ale vývojáři svůj engine nemají, spoléhají se právě na engine třetích stran (middleware). Nejpoužívanějším fyzikálním "middlewarem" jsou právě Havok a PhysX. Pokud jste ale opravdu bohatí vývojáři máte i další možnosti.
Existuje totiž několik úzce specializovaných enginů pouze pro určitou část fyziky. Pokud má vývojový tým dostatek peněz, může si dopřát to nejlepší na trhu v podobě Ai enginu Kynapse od Autodesk, nebo dokonalou ragdoll fyziku Euphoria od Natural Motion. Je zde také možnost si koupit kompletní řešení, například v podobě zmíněného CryEngine2, kde je už vše včetně fyziky zaimplementováno. Na trhu existují desítky pomocných nástrojů, které je možné si koupit a nebo licencovat. Pokud má dnes vývojář dost peněz, nemusí téměř nic programovat sám - stačí si prostě všechny části hry koupit od třetích stran (podle toho také některé hry vypadají).
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
