Nic neovlivňuje inovování počítačů tak silně, jako nové hry. Zjištění, že vaše dosud přijatelná starší grafická karta v nových aplikacích začíná kulhat (a nepomůže ji větší chladič ani přetaktování) je dost pádným důvodem k ponoření se do ceníků počítačových komponent. Většina z vás si v poslední době při nákupu grafických karet a počítačových sestav kladla asi otázku: stačí moje vybavení na nejočekávanější hry tohoto roku: na Doom 3 a Half Life 2? Zatímco na HL2 si budeme muset ještě počkat, Doom 3 můžeme začít zkoumat již nyní... {mospagebreak title=Doom - oprášená legenda}

Doom je pro akční hry něco jako Ferrari pro automobilový sport. Původní Doom možná nebyl první 3D střílečkou, rozhodně byl však hrou, která tento nově vznikající žánr vynesla z podzemí do záře reflektorů (a jméno John Carmack i značku idSoftware uvedla do pomyslné síně slávy).

Sharewarové verze Dooma bylo staženo téměř 15 000 000 kopií, a v roce 1993 její kopírování téměř položilo právě se rozvíjející Internet na kolena. Poznámka: více o historii hry Doom, o idSoftware a o počítačovém "3D guru" Johnovi Carmackovi naleznete zde.

Doom byl první hrou, která dokázala hráče na dlouhé hodiny vtáhnout do zcela nového 3D světa. I když na dnešní dobu byl tehdejší svět Doomu nesmírně primitivní (důkazem jsou současné porty této hry na mobilní telefony) v době svého uvedení potřeboval ke svému chodu docela solidní hardware. Doom II uvedený v roce 1994 potřeboval k hladkému chodu například i486 s neuvěřitelnými ;-) 8MB paměti a jsem si jistý, že už tehdy byl důvodem k upgradu počítačů (už vidím jak ve výzkumném ústavu požaduje asistent "alespoň 486ku" na "rychlejší vědecké výpočty").

žádná 3D akcelerace, žádné filtrování textur, rozlišení 320x240...

Doom a produkty idSoftware (Hexen, Heretic, Quake, Wolfenstein...) vždy přinášely nové nápady, které zásadně vytyčovaly vývoj počítačového herního hardware. Když ti, kteří idSoftware napodobovali, přišli s vylepšenou "kopií", idSoftware nastavilo příčku novým produktem zase o stupeň výše.

idSoftware - software především pro... budoucí hardware

...kamarádi, co mi to děláte? Nejste nějací nemocní?

nevypadá na to, že by mi nesl dobré zprávy...

Zajímavou věcí kterou bychom u projektů John Carmacka mohli vysledovat je to, že v době svého uvedení jsou určené už pro budoucí hardware*. Tak tomu bylo například u hry Quake III Arena, kdy tehdejší grafické karty podávaly jen stěží přijatelné výkony (a bylo nutné nastavit nízké detaily), zatímco za rok, s novou grafikou, jste mohli nastavit klidně "vše na maximum". Stejný, jen poněkud vylepšený engine si ještě "zahrál" v Return to Castle Wolfenstein.

*Carmack chtěl vždy předvádět konkurentům, co všechno se dá z 3D grafiky vymáčknout. Dalším důvodem bylo to, že idSoftware svůj "3D engine" dokázali často využít i v jiných projektech (svých i cizích) a bylo tedy nutné, aby vydržel poněkud delší dobu.

Tento "výhled do budoucnosti" byl důvodem, proč se letos tak horlivě diskutovalo o tom, jaký grafický a výpočetní výkon bude potřebovat Doom 3. Bylo totiž jasné, pokud systém poběží hladce v nastavení na vysoké detaily, pak vám toto vybavení bude stačit 1-2 roky, pokud ne, bude třeba záhy upgradovat.

Možná si řeknete, že máme k dispozici celou řadu benchmarků a nějaký Doom 3 vlastně nepotřebujeme. Není to úplně pravda, zatímco test vám řekne, že máte 1500 bodů (a můžete být spokojeni), moderní hra jako Doom 3 (ale i Far Cry, Half Life 2) vám v této situaci řekne, že vaše karta je pro budoucnost k nepotřebě... Výhodou tohoto přístupu je, že nemilosrdně odhalí ošizené a kvůli úspoře nákladů omezené (šíří sběrnice a taktováním) grafické karty.

V další části se podíváme na možnosti nastavení hry Doom 3.

{mospagebreak title=Doom 3 - technologické novinky}

Několik let připravovaný projekt má být novým mílovým krokem v herní 3D grafice. id Software zde nepochybně předvede další 3D lahůdky - i když je možné (a pravděpodobné) že se v herní oblasti zase až tak moc nezmění.

Doom 3 - příběh Co se týče hratelnosti, Doom 3 se překvapivě poměrně přesně drží příběhu a hratelnosti původní řady. Zase je to poměrně přímočará a relativně nekomplikovaná sci-fi střílečka s neopakovatelnou hororovou atmosférou. Čekejte tedy napjaté nervy a scény plné útočících monster, kdy největším problémem je "jak rychle vyměnit zásobník" a kde ustoupit před vlnami valících se útočníků. Občas se dočkáte i temných místností, kde zase nevíte ze které strany přijde útok... Prostě je to akce ve stylu "Vetřelci 2". V Doom 3 jste mariňákem, který se vyskytl na základně UAC na Marsu zrovna v situaci, kdy "se něco podělalo" a z poklidných vědců se stávají zombíci a původní kamarádí vás touží za každou cenu "oddělat".

Doom 3 - technologické lahůdky

Základem hry je nečekaně podrobně vymodelované prostředí. Zábradlí tady není pouhá tenká textura ale poctivá trubková konstrukce, v místnostech se válí detailně vymodelovaný nábytek, všude je věrohodně vyhlížející parní a elektrické potrubí (unikající pára je na základnách evidentně zcela běžná).

Vše je pochopitelně dynamicky osvětlené - světla v chodbách poblikávají (občas úplně zhasnou a vidíte jen malé kontrolky na přístrojích), některé projektily (například ohnivé koule) při svém letu osvětlují své nejbližší okolí. To vše ale známe i z jiných projektů - podívejme se radeji na to, čím je Doom 3 unikátní.

Bump Mapping

Mnohé detaily jsou v Doomu 3 tvořené tzv. Bump Mappingem - do renderingu jsou zapojené normálové mapy, které určují "výšku" (přesněji řečeno elevaci) daného bodu nad plochou.

Podívejte se na detail krku a obličeje vědce. Mimo textury, která určuje barvu povrchu, je použita textura určující například vrásky... Dříve byly tyto detaily "nakreslené" na povrchu (pamatujete Matrixovou scénu v 3Dmarku 2001), u Dooma jsou tyto věci řešené právě Bump Mappingem.

Masivní použití Bump Mappingu je pro Doom 3 charakteristické, podívejte se na další záběry. S vypnutým Bump Mappingem je z netvora pouhá šedá gumová kačenka.

Pokud budete hrát Doom 3, možná se vám bude zdát, že textury nemají takovou kvalitu, na jakou jsme zvyklí u špičkových her minulé generace (například u Call of Duty). Je tomu skutečně tak, a důvod je prozaický - tím jak idSoftware vsadilo na Bump Mapping, omezilo zároveň velikost textur, které se vejdou do paměti grafické karty (musí tady být grafické karty). Tato hra je první, u které opravdu potřebuje velikou paměť i na grafické kartě a jediná která ví, jak tuto paměť využít (minulé generaci her často stačilo 64MB videopaměti).

Stíny

Otázku reálných stínu se snažilo řešit v minulosti dokonce několik her (za všechny si připomeňme Jedi Outcast). Pokud jste je zapnuli vše vypadalo hezky do doby, kdy se stíny začaly chovat jinak, než by ve skutečnosti měly (občas se "utrhly" od stínovaného objektu, občas se zobrazily tam, kde neměly). Ve srovnání s těmito hrami řeší Doom 3 stíny bravurně.

"živý" a dynamický stín zábradlí - stíny tak, jak jsme je dříve neznali...

Stíny jsou zde nejen geometricky korektní, ale i plně dynamické (dříve byly stíny ve hrách předpočítané a přidané na plochu ve formě tzv. Light mapy). Tady se pohybují jak zdroje světla tak i objekty, které stíny vrhají. Jít temnou halou za vědcem, který nese novodobou lucernu, v situaci kdy každá překážka vrhá temné stíny v kterých se může skrývat cokoliv... Zdá se to pouhá maličkost, ale s vypnutými stíny ztrácí Doom 3 podstatnou část své hororové atmosféry - hra je pak plochá, bez šťávy.

Bohužel, stíny si žádají poměrně hodně výpočetního výkonu (viz. další kapitola).

Odlesky - Specular Lighting

Jeden z mnoha efektů, které hru graficky zpestřují, je generování odlesků na povrchu předmětů "Specular Lighting" (česky by to mělo být "spekulární osvětlení").

Teorie: Každá projekce světla se skládá ze dvou částí - spekulární a difúzní (Specular and Diffuse Light). Difúzní část určuje, jak se povrch objektu chová po dopadu světla a jak je světlo intenzivní na jeho bezprostředním okolí. Spekulární osvětlení počítá s odrazem světla od samotného objektu, od jeho okolí a s tzv. Surface repressing - závislostí intenzity, barvy a polohy světla na úhlu pohledu...

Jeden příklad řekne více než 1000 slov :-)

všimněte si toho, jak jsou prvky zámku přechodové komory ploché

Speciální efekty

Enginu Doom 3 bylo dáno do vínku několik speciálních efektů. Jeden z nich je "Heat Haze". Pokud jste se dívali na obrázky z velmi horkého prostředí (v hutích nebo na poušti), tak jistě jste si všimli, že rychle proudící horký vzduch způsobuje typické vlnění a zkreslení obrazu.

Pokud vaše karta umí DirectX 9, můžete si vychutnat speciální optické efekty (na obrázcích to není příliš vidět) jako je zvlnění a zkreslení obrazu způsobeného horkem (plameny, pára nebo trysky kosmické lodi) nebo některými zbraněmi.

na obrázku to není vidět, ale chodba za plamenem se opticky chvěje a vlní

Dalším ze speciálních efektů je dynamické rozostření pohybujících se objektů.

za okny velínu se mihla loď... koho to zase čerti nesou ;-)

V další kapitole se podíváme na možnosti nastavení grafiky ve hře.

{mospagebreak title=Doom 3 - možnosti nastavení}

I v tomto případě idSoftware zvolilo (podobně jako u Quake III nebo RtCW) osvědčený model několika výkonových / kvalitativních profilů (Video Quality) doplněných o volitelné rozlišení (Screen Size) a pokročilé nastavení grafiky (Advanced Options).

Výkonové profily jsou:

• Low Quality: tento profil je určen pro grafické karty s 64MB videopaměti a slabší "stroje". Veškeré textury a mapy (spekulární, difúzní i normálové) jsou komprimované, maximální rozměr textur je 512 x 512. Toto nastavení ovlivňuje i kvalitu zvuku.
• Medium Quality: tento profil je určen primárně pro karty se 128MB paměti. Textury jsou stále komprimované, avšak nedochází k jejich zmenšování (downsampling).
• High Quality: primárně pro karty s 256MB videopaměti - i když zkušenosti ukazují, že tento mód zvládnou i některé karty se 128MB paměti. Nejsou komprimovány normálové mapy pro Bump Mapping (difúzní a spekulární ano), zároveň je zapnuté anisotropní filtrování textur (8x) zvyšující kvalitu textur povrchu.
• Ultra Quality: Zde nic není komprimované (textury ani mapy) - velikost paměti grafické karty musí být, vzhledem k "objemu" nekomprimovaných textur, řádu 512MB. Pokud se data do karty nevejdou, karta musí často "swapovat" - nahrávat data z hlavní paměti a to může způsobovat škubání a přerušování hry.

Podívejte se na jedny docela obyčejné dveře komplexu UAC:

střední kvalita - dveře vypadají poškozené více než designér zamýšlel (důsledek komprese textur a map)

Komprese textur a normálových map způsobuje, že povrchy vypadají poněkud zašle (všimněte si co způsobuji nepřesnosti v normálové mapě - 3D povrch vypadá jako posetý šrapnely).

vysoká kvalita (High Quality) - nepěkné čtverečky na povrchu jsou prakticky zcela pryč

ultravysoká kvalita - vše vypadá super... ale kam mám všechny tyto textury dávat?

Kvalita zobrazení má tedy vliv především na kvalitu a množství textur - od vysoké kvality (High Quality) se zároveň používá i Anisotropické filtrování. Tím, že interiéry jsou v této hře obrazem těsně po katastrofě (a stěny a podlahy jsou navíc bohatě pokropené tomatovou krví), nemá nastavení na nízkou kvalitu (Low Quality) žádný drtivý dopad na vizuální dojem (na screenshotech si rozdílů všimnete, v praxi rozdíly nejsou markantní). Geometrické detaily zůstávají stále na stejné (tedy vysoké) úrovni - to zaručuje, že i na slabších kartách bude Doom 3 pastva pro oči.

Pokud máte výkonnou grafickou kartu, která má jen 64MB videopaměti (v mém případě Radeon 9500 Pro s 8 pipeline) můžete hrát i na střední a vysoké detaily. Hra je stejně plynulá, u vysokých detailů (původně pro s 256MB) si akorát občas "hrábne" pro chybějící textury (hra na okamžik škubne) do paměti. Popravdě řečeno jsou vysoké detaily pro 64MB kartu trochu příliš, na střední však klidně můžete jít.

Závěr: pokud vaše karta není úplná šunka (nemá sníženou sběrnici, pomalé paměti, staré grafické jádro), můžete v praxi jít o jeden stupínek výše:

• 64MB: Low a Medium detail,
• 128MB: Medium a také Hi detail (pro Ge Force 5700, Radeony 9700 a vyšší),
• 256MB: Hi a Ultra Detail (Radeony 9800Pro, X800, GeForce 6800...)

V další kapitole se podíváme na vliv nastavení kvality obrazu na aktuální fps (frames per second)...

{mospagebreak title=Kvalita obrazu - vliv na výkon}

Provedl jsem základní srovnávací testy na této sestavě:

• Pentium 4, 3GHz, FSB 800MHz, čipset i865PE,
• grafická karta Radeon 9500 Pro, 64MB DDR SDRAM (320core /310mem),
• paměť 512MB DDR400, Dual Channel

Poznámka: Oficiální minimální konfigurace je: procesor 1.5GHz a vyšší, 384MB RAM (počítám modul 256 +128MB), grafická karta GeForce4 MX. Ve skutečnosti (pokud nechcete zůstat na 640x480 při nízkých detailech) byste se měli vyzbrojit procesorem 2GHz, 512MB pamětí DDR (pokud možno 333 nebo 400) a grafickou kartou Radeon 9600 / GeForce 5700 nebo vyšší.

Měřil jsem pokaždé stejný 3-minutový úsek hry - utilitou FRAPS jsem zaznamenával (do souboru) každou sekundu počet snímků vyrenderovaných herním enginem. V okamžicích, kdy na scéně je hodně detailů, klesá počet vyrenderovaných snímků (křivka padá). Horním, "natvrdo" nastaveným limitem herního enginu je 60 FPS (odtud tedy strop na hodnotě 60 FPS).

Hru si užijete bez nadávek a stresů jen tehdy, když fps neklesá pod hodnotu 30 - tuto hodnotu jsem zvolil jako mezní.

S 64MB grafickou kartou je z hry při nastavení Ultra Quality jen série záškubů - a to nezávisle na použitém rozlišení. Není divu, problémem není jenom rendering, ale také enormní množství textur které se do paměti karty nevejde - textury jsou z hlavní paměti nahrávané i několikrát za sekundu.

Tento graf vypadá na první pohled zcela v pořádku - ve skutečnosti program i zde občas škubne (graf tyto malé výpadky úplně nezachytil) při nahrávání textur do přece jenom malé (64MB) paměti (nejčastěji při otevření dveří do jiné místnosti). V případě výkonných 128MB grafických karet by hraní v režimu Hi Quality nemusel být zásadní problém...

Dooma sám zkouším hrát ve středních detailech. Až na nepočetné okamžiky - ty bohužel nastávají hlavně tehdy, kdy vstoupíte do místnosti plné nepřátel - nenastávají prodlevy (tzv. lagy) způsobené přenosem textur (ty se nahrávají / přenášejí z paměti a ne z disku).

Graf ukazuje, že hra je poměrně hodně závislá na rozlišení. Při 640x480 (fialová barva) fps nepadá pod hodnotu 30, při 800x600 (modrá linie) se počet renderovaných snímků k hranici 30 fps přibližuje častěji, stále to ale není tragédie. 1024x768 je v mém případě nepoužitelné rozlišení.

V nízkých detailech je vidět že... framerate je prakticky shodný se středními detaily. To potvrzuje mou domněnku, že detaily u Dooma 3 nemají vliv na fps ale na případné "lagování" tehdy, když je třeba dohrát textury, které se na paměť grafické karty nevešly.

Zkuste nastavit o stupínek vyšší kvalitu a sledujte, jestli hra občas zasekává (například při otevření dveří do další místnosti). Pokud ne, ponechejte toto nastavení nezávisle na doporučené velikosti grafické paměti.

{mospagebreak title=Pokročilé nastavení - vliv na výkon}

Jak jsme už řekli, jsou nastavení, bez kterých se obejdete (High Quality Special Effects) a ty, bez kterých nemá smysl Dooma hrát (Enable Bump Maps).

V mém případě jsem zjistil, že některé funkce hru nezpomalují - mohou zůstat klidně stále zapnuté.

Testoval jsem stejný fragment při nastavení: Medium Details při rozlišení 800 x 600.

Jedno nastavení však mělo na výkon poměrně zásadní vliv. Jednalo se (podle očekávaní) o poměrně výpočetně náročné stínování:

Bez stínování hra zřídkakdy sklouzla pod 40fps (a téměř stále se držela na maximu), zatímco se zapnutými stíny hodnota fps docela často oscilovala mezi 30 a 40.

Pokud máte pomalou kartu (GeForce 4MX, Radeona 9200, GeForce 5200), vypněte - pokud opravdu musíte - stínování. Budete sice trochu ošizeni na atmosféře, nebude to ale tak špatné, jako byste vypnuli Bump Mapping.

bez stínů...

bez Bump Mappingu

Antialiasing

Poslední funkcí, která přichází v úvahu, je vyhlazování hran. Bohužel funkce vyhlazování hran (FSAA) je aplikovatelná jen pokud máte velmi výkonnou grafickou kartu.

Antialiasing hru zpomalí ještě razantněji než zvýšení rozlišení. Proto doporučujeme raději zvednout rozlišení - výsledek bude (díky detailními prostředí Dooma 3) lepší.

Poznámka: Podobný závěr (tedy ruce pryč od vyhlazování hran) byste mohli vyvodit i z dalších moderních her - jako je Far Cry a nepochybně tomu bude stejně i v případě Half Life 2. Antialiasing je dobrý tam, kde má karta velkou rezervu výkonu - tedy u starších her!

Závěr

Doom 3 není takový nekompromisní žrout prostředků, jak by se na první pohled mohlo zdát. I když to vypadá neuvěřitelně, není hraní při rozlišení 640x480 žádným utrpením (naopak, jedná se o to nejhezčí, co můžete v tomto rozlišení vidět).

Klikněte na následující screenhot:

klikněte pro 640x480

Říká se, že Doom 3 je programem pro budoucí hardware - ve skutečnosti nejsou nároky této hry tak vysoké jak se předpokládalo (například pokud máte rok starého Radeona 9700, můžete být docela klidní). Na druhou stranu je téměř jisté, že tato hra odhalí celou řadu "falešných" grafických karet. 64-bitová sběrnice, pomalé paměti a podtaktovaný grafický čip promění hrátky s Doomem 3 na nepovedené "promítání diapozitivů z 3D hry". Pro jejich majitele bude Doom 3 skutečně důvodem k upgradu.

Osobně doporučuji experimentovat s nastavením kvality. Z pokročilých nastavení nedoporučujeme vypínat Bump Mapping - v případě krize pak jedině stínování (Shadows).

Doom 3 a Hi-end: Díky vysokým nárokům na paměť se navíc asi nedočkáme toho, že by nastavení Ultra zvládly v budoucnosti běžné komerční grafické karty. Cesta ke kvalitě povede spíše přes profil High Quality renderovaný ve vysokém rozlišení (np. 1280x1024).

Doom 3 vychází v ČR dne 16.8, předběžná cena se bude pohybovat kolem 1399Kč.

Zhasněte světlo, nebo zatáhněte žaluzie, nasaďte si sluchátka... připravte si prst na myši, monstra přicházejí.