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The Order 1886: analisi tecnica

Il Digital Foundry disseziona il titolo visivamente più impressionante di PS4.

Famoso per aver spinto ai limiti la PSP di Sony, lo studio Ready at Dawn ha dimostrato con The Order: 1886 di cosa sia veramente capace dal punto di vista tecnico su un hardware più potente e moderno. Anche se gli articoli della settimana sono state dominati da discussioni su interattività, durata e rigiocabilità, non bisogna dimenticare il salto in avanti tecnologico rappresentato dal gioco. Concentrandosi su un'esperienza più contenuta e focalizzata, Ready at Dawn ha avuto la libertà di spingere la grafica al limite in nuovi ed eccitanti modi, senza i problemi a cui vanno spesso incontro le esperienze open-world

The Order: 1886 è basato su un forward renderer proprietario tile-based, spesso definito forward+, realizzato appositamente per PlayStation 4 e che ha come punti fondamentali il rendering multi-threading basato sulla fisica. È un renderer molto flessibile con supporto facile da usare per BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Functions) multiple, che permette una gestione altamente flessibile dei materiali. Questo approccio permette agli sviluppatori di creare e piazzare velocemente nel mondo di gioco degli oggetti dall'aspetto e dal comportamento realistici. Il rendering basato sulla fisica è diventato sempre più popolare nei motori moderni ma la sua implementazione è ancora un'arte, ed è qui che Ready at Dawn ha fatto veramente centro.

La qualità dell'immagine è un fattore chiave nella realizzazione di un forte aspetto cinematografico, e in questo campo The Order: 1886 offre una solida prestazione. Una delle prime controversie sul gioco è il formato 2.40:1, che renderizza meno pixel mantenendo la mappatura 1:1 sugli schermi nativi a 1080p. Una serie di forti effetti post-processing accompagnano il rendering e ci sono avvincenti discussioni sui risultati di quest'approccio che non produrrebbe risultati sostanzialmente migliori a quelli di titoli sub-nativi come Ryse a 900p. In movimento, però, i dettagli più minuti sono visibili e meno difetti sub-pixel vanno a interferire con l'immagine. Quest'ultima è generalmente morbida ma alcuni dettagli più fini riescono comunque a trapelare, creando un bel contrasto. La cosa potrà non piacere a tutti ma The Order: 1886 vanta una qualità dell'immagine al momento tra le migliori su le console.

Ready at Dawn ha menzionato in precedenza l'utilizzo dell'anti-aliasing multi-sampling (MSAA) 4x, che a 1920x800 è più impegnativo per la GPU di un framebuffer Full HD che utilizzi un AA post-process. Abbiamo espresso dei dubbi sulla presenza dell'MSAA nel gioco finale e, dopo aver esaminato le nostre acquisizioni, il verdetto è ancora sospeso. Anche se l'immagine è per la maggior parte estremamente pulita, abbiamo notato in alcuni dettagli delle separazioni sub-pixel che sembrano insoliti per l'MSAA. Anche alcuni oggetti sottili, come le ringhiere nel livello dello zeppelin, esibiscono dei difetti potenzialmente legati alla componente temporale della soluzione AA. In ogni caso, è difficile mettere in dubbio i risultati.

Il filtering delle texture è un altro punto chiave nell'ottenere una qualità dell'immagine eccellente, ed è qui che The Order: 1886 inciampa. Nonostante la rappresentazione realistica dei materiali, le superfici a volte sono inficiate da notevoli sfocature ad angolazioni oblique. Oggetti secondari, come tavoli di legno o carretti, mostrano visibilmente questi difetti e diminuiscono la sensazione di realismo del gioco. Le superfici principali, però, come le texture del pavimento, nella maggior parte dei casi non subiscono queste sfocature dalle inquadrature normalmente utilizzate durante il gameplay. Come risultato, non si ha mai la sensazione che questo problema soverchi gli scenari stupendamente dettagliati ma in alcune occasioni si nota. È possibile che sia stata utilizzata un'implementazione selettiva con maggiore attenzione prestata alle superfici principali ma a prescindere da questo il risultato generale è leggermente smorto rispetto al resto della presentazione.

Ciò che veramente abbaglia i sensi sono i modi in cui The Order: 1886 combina un'eccellente direzione artistica con la bellissima esecuzione delle tecniche di rendering. La Londra del 19° secolo è uno scenario perfetto per catturare la bellezza dei materiali naturali, a cui la tecnologia alla base del gioco rende giustizia. Gli elementi in pietra e la mancanza d'illuminazione artificiale ad alta intensità aiuta a creare uno scenario tenue e naturale: è chiaro che il team ha prestato molta attenzione alla composizione delle scene. Ci sono, in effetti, molti elementi individuali che lavorano di concerto per produrre questi risultati eccezionali.

Materiali e attori digitali

Il renderer del gioco è costruito da zero per il rendering basato sulla fisica, e i sistemi sviluppati per creare elementi hanno prodotto alcuni tra i risultati più realistici che abbiamo mai visto. Gli sviluppatori possono definire le proprietà di base di un materiale, come pietra o legno, e applicare vari strati compositi per dare alla superficie un aspetto unico. Ad esempio, i tegami di rame o i rubinetti nella sequenza della cucina sono dotati di sette od otto strati separati sopra al materiale di base, che ne definisce le proprietà della superficie. La pipeline per la creazione e il piazzamento degli elementi è molto snella ed efficiente, con la possibilità di modificare velocemente l'aspetto di un oggetto per adattarlo a qualsiasi scenario.

Le texture delle superfici, come strade di ciottoli o mura di mattoni, funzionano in maniera simile, con strati multipli utilizzati per creare superfici varie e dettagliate partendo da un materiale di base semplice: aggiungere malta, fango e acqua sopra alla texture di base di un mattone permette una maggiore varietà. In combinazione con il modo in cui luci e ombre interagiscono con questi materiali, essa crea un considerevole senso di realismo. Con la Londra del 19° secolo focalizzata così fortemente su questi elementi naturali, siamo rimasti impressionati da quanto siano ben realizzati i materiali.

The Order: 1886 fa ampio uso di sequenze cinematografiche e quindi l'aspetto degli attori digitali del gioco è assolutamente critico. I modelli fanno un uso eccellente del Subsurface Scattering, con shader molto realistici utilizzati per creare tonalità naturali della pelle. Il gioco calcola il modo in cui la luce viene diffusa sulla pelle del personaggio in base ai valori di profondità dei pori e all'angolazione della luce, permettendo delle inquadrature ravvicinate sorprendentemente realistiche. I capelli utilizzano una serie di shader ideati per interagire realisticamente con i valori di luce e umidità. Ad esempio, i capelli bagnati dall'acqua riflettono la luce in maniera differente rispetto a quando sono asciutti, una cosa che The Order: 1886 tiene in considerazione. A differenza del resto del modello poligonale, i capelli non sono fisicamente accurati né fanno uso di complesse simulazioni come TressFX, ma i risultati sono comunque efficaci e coerenti. Insieme all'eccellente implementazione del Subsurface Scattering, le caratteristiche naturali dei personaggi si integrano molto realisticamente con lo scenario e aiutano a creare degli attori virtuali credibili.

Ugualmente importante è la simulazione dei tessuti, applicata generosamente alle uniformi dei personaggi e a molti oggetti sparsi per il mondo stesso. The Order: 1886 usa una BRDF basata sulla distribuzione per simulare i riflessi speculari che appaiono sui bordi obliqui dei tessuti quando la luce passa attraverso le fibre. Ciò permette un'interazione più realistica con le fonti di luce, che conferisce al tessuto un aspetto appropriatamente morbido. Durante la realizzazione della libreria di materiali, il team si è spinto fino al punto di creare un proprio sistema di scansionatura per ottenere campioni ad alta risoluzione di tessuto accurato per il periodo.

Fisica

L'aspetto di questi materiali è ulteriormente migliorato da un sistema di fisica dei tessuti che produce risultati credibili quando i personaggi si muovono velocemente nel mondo di gioco. Il mantello di Galahad sembra essere un'entità separata dal resto del modello poligonale, e viene influenzato sia dal movimento che dalla simulazione del vento. Bandiere, tende e altri materiali di tessuto si comportano in maniera differente a seconda delle condizioni ambientali. C'è anche un bello shader utilizzato all'esterno di uno zeppelin che dà l'impressione che i piedi dei personaggi lascino segni realistici mentre si scende per la fiancata. L'attenzione al dettaglio in termini di qualità dei materiali e interazioni fisiche producono risultati efficaci e dall'aspetto naturale.

Detto questo, la simulazione fisica non è robusta come eravamo stati portati a credere in principio: come rivelato durante una presentazione alla Gamescom 2013, Ready at Dawn puntava a un motore fisico più complesso che prometteva scenari e materiali interamente distruttibili. Una cassa che andava in schegge all'esplosione di una granata nei pressi, ad esempio, non compare nel gioco finale. Sono assenti anche danni più superficiali, come quelli visti in Gears of War 3 o Killzone 2, e la maggior parte delle strutture restano completamente intatte a seguito di grossi scontri a fuoco.

Le interazioni fisiche che sono presenti, almeno, sono adeguatamente impressionanti e aumentano l'immersività. A parte la simulazione dei tessuti, notiamo anche che la vegetazione reagisce con precisione sorprendente al fuoco delle armi e alle collisioni. Gli scenari sono principalmente urbani ma varie piante in vaso e alberi sparsi per il gioco reagiscono realisticamente a queste forze. Anche bottiglie, pentolame, e altri oggetti decorativi reagiscono al fuoco delle armi e alle collisioni in una maniera che aggiunge profondità a determinate sequenze. Quando ci schiantiamo sulla parete laterale di un bar, ad esempio, la fila di bottiglie in cima vacilla mentre il peso del personaggio preme sulla superficie. I proiettili decimano intanto individualmente le bottiglie in maniera soddisfacente, che ricorda la parte di Metal Gear Solid 2 sulla petroliera. Un esempio così datato potrebbe sembrare fuori luogo ma la realtà è che pochi giochi si curano di simulare queste cose e ci sono momenti veramente brillanti che portano veramente l'immersività a un altro livello. In generale, anche se la mancanza di deformazioni e distruzione ambientale è leggermente deludente, i risultati finali sono comunque soddisfacenti e portano ad alcuni interessanti scenari.

Luci e ombre

L'illuminazione gioca un ruolo massiccio, non solo nella resa di materiali realistici ma anche nella profondità di ogni scena. Il gioco usa un insieme di lightmaps pre-calcolate per le geometrie statiche e di quella che sembra essere un'implementazione di armoniche sferiche per gli elementi dinamici. Per giochi che non possiedono un sistema di simulazione dello scorrere del tempo, è chiaro che ci sono dei vantaggi nell'utilizzare soluzioni pre-calcolate, come si può vedere in questo caso e in altri giochi quali Assassin's Creed Unity. A volte, i risultati sono sorprendentemente realistici.

Le ombre di contatto vengono gestite usando sia una soluzione direzionale emisferica pre-calcolata sia per le geometrie statiche che per i corpi rigidi, mentre l'occlusione ambientale viene utilizzata per gli elementi più dinamici. Il metodo è simile all'approccio visto in The Last of Us di Naughty Dog, e permette ombre più morbide e realistiche in condizioni di scarsa illuminazione, in contrasto con le sgradevoli silhouette che spesso vediamo in caso di utilizzo di soluzioni alternative di occlusione ambientale screen-space. Anche l'occlusione dei riflessi viene calcolata, e utilizzata per eliminare riflessi innaturali sulle superfici lucide, come la parte inferiore di un'arma.

Anche le ombre vengono proiettate da fonti di luce dinamiche e possono essere il risultato di luci multiple. Ciò è particolarmente evidente durante una sezione sotterranea in cui il giocatore e il suo partner impugnano entrambi delle lampade, che brillano indipendentemente nell'ambiente. Ciò crea dei bellissimi incroci di ombre attraverso l'intera scena, sovrapposti alle ombre proiettate da luci più tenui come candele e lampadine.

Illuminazione e nebbia volumetrica vengono utilizzate generosamente per creare atmosfera. Non siamo certi di come il team abbia affrontato quest'aspetto ma la sua implementazione ricorda la soluzione di ray marching implementata in Lords of the Fallen. The Order: 1886 non ricorre a un effetto screen-space per i fasci di luce, che restano visibili anche quando la visuale della loro fonte è ostacolata. Ciò permette effetti volumetrici più ampi e drammatici, che riempiono più realisticamente l'ambiente.

Ciò è completato da riflessi utilizzati generosamente in molte scene del gioco. The Order: 1886 utilizza cubemap calcolate e assegnate agli oggetti rilevanti con le caratteristiche di illuminazione appropriate, soluzione che crea riflessi a prima vista molto realistici. I riflessi screen-space vengono completamente evitati e si può dire che non sarebbero stati adatti ai riflessi delle molte superfici di vetro presenti nel gioco. L'effetto perde un po' durante un'analisi ravvicinata, ma è molto convincente durante il gameplay.

Post-processing e animazione

Un altro elemento visivo importante per il game design è il forte utilizzo di effetti post-processing come motion blur e profondità di campo, generalmente molto usati e precisi. Le build precedenti sembravano operare con una precisione minore ma il prodotto finale vanta un'implementazione di alta qualità. Anche una profondità di campo minima, unita a luci ad alta intensità, non produce i difetti tipici associati a una profondità di campo a bassa risoluzione. Allo stesso modo, il motion blur gioca un ruolo enorme nella presentazione, con un effetto molto forte applicato a tutti gli oggetti della scena, nonché al movimento della telecamera. Questi due elementi producono un'immagine che alcuni potrebbero trovare eccessivamente morbida ma che in movimento appare eccellente e che, insieme all'AA utilizzato, elimina quasi completamente sfarfallii e imprecisioni sub-pixel. A parte il super-sampling, questo sembra il modo migliore per trattare le imprecisioni temporali e fa molto per dare al gioco un aspetto quasi pre-renderizzato.

L'animazione è un altro ottimo aspetto meritevole di menzione. Il modo in cui Galahad interagisce con lo scenario è abbastanza impressionante e crea un'esperienza dall'aspetto molto fluido. Prendete copertura dietro a un muro e Galahad si produrrà in animazioni naturali, supportate dall'eccellente implementazione del motion blur. The Order: 1886 appare superbo nelle immagini statiche ma in movimento è a un livello superiore.

Come detto nella nostra analisi delle prestazioni, ciò che impressiona del lavoro di Ready at Dawn è che tutto questo rendering avanzato non avviene a discapito delle prestazioni. The Order: 1886 riesce a mantenere quasi perfettamente i 30fps durante tutta l'esperienza, con cali minimi. La qualità degli effetti è eguagliata dal frame-rate, che migliora ulteriormente le credenziali cinematografiche del gioco.

Non possiamo concludere senza menzionare i tempi di caricamento eccezionalmente brevi. Per un gioco dotato di elementi così dettagliati, il metodo utilizzato per lo streaming e il caricamento dei nuovi dati è considerevolmente veloce. Dalla schermata di selezione del capitolo, passano dagli otto ai dieci secondi tra la pressione del tasto e il gameplay. Ancora più impressionante è che abbandonando la partita e selezionando l'opzione per continuare dal menu principale, riduce ulteriormente il tempo di attesa fino a tre o quattro secondi. Visto che il gioco è interamente in tempo reale e impossibilitato a mascherare i caricamenti con dei filmati, questo aspetto è importante e va elogiato.

Cover image for YouTube videoThe Order 1886 PS4 Frame Rate Test
Il rendering avanzato di The Order: 1886 è supportato da prestazioni solide, con piccoli cali nel frame-rate causati solo dai combattimenti più intensi. L'evidente stabilità valorizza le credenziali cinematografiche del gioco.

The Order: 1886 - il verdetto del Digital Foundry

La prima avventura di Ready at Dawn su hardware più potente di quello portatile su cui ha lavorato, è un curioso mix di estremi. I difetti di ritmo, l'eccessivo utilizzo di sequenze animate e la mancanza di contenuti non possono essere ignorati. Eppure, allo stesso tempo, da un punto di vista tecnico siamo di fronte a un gioco a cui è stato prestato un livello estremo di cura e attenzione, e ben riuscito. L'approccio contenuto al game design ha almeno permesso al team di scatenare l'esempio forse più notevole di grafica in tempo reale vista finora su una console. La qualità dell'illuminazione e dei materiali aiuta veramente a creare un mondo realistico e quasi tangibile per il giocatore.

La presentazione ci fa anche ricordare i nostri pensieri su Ryse al lancio del gioco, avvenuto nel 2013, con un approccio diverso al rendering di natura più cinematografica. The Order: 1886 non soffre delle scalettature tipicamente associate alla grafica in tempo reale focalizzandosi su un'immagine temporalmente più stabile. È chiaro che sarebbe impossibile portare la grafica a questo livello di qualità su console con il super-sampling, il che ci porta a credere che questo approccio sia il migliore viste le circostanze. Nel nostro primo esame di Ryse abbiamo interpellato un professionista di Hollywood della CG sulla qualità dell'immagine, e il suo intervento, nel 2015, sembra ancora completamente rilevante in rapporto all'approccio utilizzato da Ready at Dawn:

”Utilizziamo ciò che essenzialmente è un MSAA. Poi applichiamo una distorsione della lente che rende l'immagine incredibilmente morbida (insieme a radianze/sfocature/etc.). Rumore video e granularità sono parte del film e componenti che spesso accettiamo. Evitiamo come la peste le seghettature e quindi applichiamo anti-aliasing a dismisura sulle nostre immagini", ha detto Chris Horne di Pixar. "Alla fine è sempre la stessa conclusione: l'oversampling dei videogiochi contro i film. Ho sempre pensato che la risoluzione dei film fosse più che sufficiente. Non so come si possa riuscire a far accettare ai giocatori l'estetica di un film ma non dovrebbe essere impossibile".

Sembra abbastanza chiaro che Ready at Dawn abbia emulato questo approccio, e in questo senso possiamo dire che il team abbia centrato perfettamente il bersaglio. I difetti dell'upscaling di Ryse, anche se minimi, non sono presenti in questo caso, e le tecniche di anti-aliasing e post-processing utilizzate riescono veramente a creare il tipo di immagine che si potrebbe riscontrare esaminando un fotogramma di un film in Blu-ray.

Siamo veramente impazienti di scoprire in che direzione si muoverà questo approccio e speriamo di vederne altri esempi in futuro. È interessante notare che Tim Moss e Christer Ericson sono accreditati come direttori della tecnologia per questo progetto: Ericson è passato ad Activision, ma Tim Moss fa parte di Sony Santa Monica Studio. Che questo collegamento possa riflettersi nei futuri progetti di Sony Santa Monica, o anche in altri titoli interni di Sony in sviluppo? Ad ogni modo, è chiaro che l'hardware current-gen sta aprendo la porta a nuovi paradigmi di rendering, che hanno la possibilità di rivoluzionare il modo in cui i giochi sono presentati e in futuro speriamo di vedere lo stesso spirito di innovazione applicato anche al gameplay.

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John Linneman

Senior Staff Writer, Digital Foundry

An American living in Germany, John has been gaming and collecting games since the late 80s. His keen eye for and obsession with high frame-rates have earned him the nickname "The Human FRAPS" in some circles. He’s also responsible for the creation of DF Retro.

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