Quantum Break - analisi tecnica

Il Digital Foundry spiega cosa funziona e cosa no nell'esclusiva di Remedy.  

Dopo anni di sviluppo, Quantum Break è finalmente pronto. L'amore del team finlandese per lo slow-motion, a quanto pare, non morirà mai, e trova una buona casa in questo titolo d'azione basato sulla modifica del tempo. Pochi minuti dopo aver lanciato il gioco diventa evidente che Quantum Break è uno dei titoli più impressionanti su Xbox One. In una mossa che trasuda fiducia, l'accesso alla stampa è stato dato già da settimane (una rarità di questi tempi), e questo ci ha dato molto tempo per apprezzare il gioco. Non sorprende che siano sorte molte controversie attorno alla risoluzione del gioco, ma speriamo che all'esaurirsi di quest'argomento le ambizioni tecniche del titolo possano ottenere più attenzione.

Per cominciare, Quantum Break è costruito sul motore Northlight di Remedy, un renderer differito DX12 progettato per fornire un'esperienza senza interruzioni all'interno di scenari vasti e dettagliati con illuminazione ed effetti avanzati. Le tecnologia deriva dal lavoro svolto su Alan Wake, e in effetti la versione attuale di Northlight condivide alcuni elementi con il precedente gioco di Remedy.

Anche se l'ambientazione non è più open world, la tecnologia viene utilizzata per minimizzare i caricamenti. L'ampio uso di fasci di luce volumetrica ritorna insieme ai benefici che ci si attendono da un renderer differito, come un gran numero di luci dinamiche. Con il passaggio a una piattaforma di nuova generazione, Remedy ha scelto di utilizzare un'illuminazione globale in tempo reale, materiali basati sulla fisica e una vasta serie di effetti speciali unici, insieme a uno degli accompagnamenti sonori più immersivi che ci sia capitato di ascoltare.

Anche se è un motore sviluppato interamente, Northlight è costruito su un gran numero di tecnologie pre-esistenti, alcune delle quali influenzate da Remedy stessa, e il risultato è una presentazione molto interessante. La maggior parte dei giochi di oggi utilizza varie soluzioni middleware, alcune delle quali hanno fatto veramente molta strada. Percorsi di navigazione dell'IA forniti da Autodesk Gameware Navigation, audio e occlusione geometrica costruiti su Umbra, performance capture dei personaggi realizzata con DI4D, generazione del LOD tramite Simplygon e altro ancora: Northlight integra fluidamente una vasta serie di tecnologie per un effetto finale ottimo

Quantum Break è un gioco stupendo, e in questo video approfondiamo la tecnologoia alla base del gioco

Con così tante funzioni avanzate di tecniche di rendering all'opera, che risultati ha ottenuto Remedy su Xbox One? Dopotutto, sappiamo che la risoluzione è stata sacrificata per mantenere fluide le prestazioni, ma la perdita nella qualità dell'immagine è compensata dalla maggiore stabilità? Cominciamo con l'esaminare i punti di forza del motore e cosa rende Quantum Break un'esperienza next-gen.

Cosa funziona

  • Modelli dei personaggi: Come evidenziato dai suoi lavori scorsi, Remedy e la televisione vanno mano nella mano, ma con Quantum Break lo studio ha portato quest'approccio alla sua logica conclusione. Impiegando un ampio cast di attori ben noti, Quantum Break offre finalmente il feeling televisivo che i giochi precedenti di Remedy hanno evocato. Ogni attore è stato scansionato e riprodotto con texture dettagliate complete di subsurface scattering, e questo ha aiutato a ricreare una vera sensazione di realismo. I movimenti degli attori sono stati poi acquisiti utilizzando una versione custom della tecnologia Dimensional Imaging di DI4D, che ha permesso animazioni ed espressioni facciali naturali e realistiche durante gli intermezzi. Nell'insieme, questi attori digitali riescono a competere bene con le sequenze in full-motion video che separano i differenti atti del gioco. Certo, gli occhi non sono sempre corretti e hanno un aspetto eccessivamente lucido in alcune scene, e i capelli sono ben distanti da quelli riprodotti con TressFX in Rise of the Tomb Raider, ma l'effetto complessivo è notevole.
  • Audio: Quando si parla di audio, Quantum Break presenta uno degli accompagnamenti più attivi e interessanti che abbiamo visto da un po' di tempo a questa parte. Il motore audio è stato assemblato utilizzando i middleware Umbra e Wwise che hanno permesso una gestione corretta dell'audio e l'implementazione fluida degli elementi sonori nel gioco. Un modo in cui ciò si manifesta sta in quelle che sono delle sfere audio. Gli effetti, come riverbero e distorsione, vengono applicati in uno spazio sferico e unite a quelli di altre sfere vicine. Queste aree sono state piazzate manualmente nel mondo di gioco e usano il raycasting per impedire agli effetti di passare in maniera innaturale attraverso i muri circostanti. Il tempo riservato al calcolo dell'audio è di 2ms dei 33ms disponibili per ciascun fotogramma. Il gioco usa anche una sintesi granulare per creare suoni adatti agli effetti di distorsione del tempo: quando gli oggetti si fermano o tornano indietro nel tempo, si sente un suono generato in maniera appropriata. Il modo in cui un urlo arrestato di una persona colta dal panico torna alla normale intensità, ad esempio, è veramente notevole. Inoltre, i canali surround sono stati sfruttati attivamente per creare un ambiente sonoro molto convincente.
  • Illuminazione globale: Questa è una funzione che richiede molte risorse di calcolo e presenta una sfida interessante nel caso di questo gioco. Molti titoli di oggi si affidano a soluzioni pre-calcolate per ridurre il carico di rendering e migliorare le prestazioni, ma una tale soluzione è incompatibile con la natura dinamica di Quantum Break. L'illuminazione cambia rapidamente in vari punti mentre molti oggetti dinamici e distruttibili riempiono la scena. Quantum Break risolve il problema con un mix di soluzioni screen-space e pre-calcolate: i dati relativi all'irradiamento vengono combinati con luce pre-calcolata in modo da calcolare illuminazione diretta e riflessa all'interno di una scena. I dati screen-space sono usati per realizzare riflessi speculari più precisi, e altri dati vengono impiegati quando i dati screen-space sono coperti alla vista. Tutti questi calcoli vengono eseguiti in parallelo per creare un aspetto coerente, e il risultato è eccellente.
  • Fisica: La fisica in Quantum Break produce risultati spesso notevoli, ma a volte dei comportamenti anomali possono rovinare il divertimento, ed è per questo che trovate questa voce in entrambe le liste. Per quanto riguarda gli aspetti positivi, l'uso limitato della distruzione è gestito molto bene, con oggetti che si rompono in pezzi realistici a seconda dei proiettili e detriti che si sollevano durante il gioco. Dopo ogni scontro di rilievo, delle porzioni dello scenario appaiono adeguatamente distrutte: le statue sono in rovina, dei pezzi di cemento mancano, vi sono degli scaffali caduti, ed è solo l'inizio. Ciò che abbiamo veramente apprezzato, però, è il modo in cui le collisioni degli oggetti vengono gestite quando il tempo opera lentamente. Urtando una scrivania piena di oggetti, ad esempio, essi volano individualmente al rallentatore. Max Payne 2 ci ha colpiti più di dieci anni fa con un motore fisico robusto, e Quantum Break porta la cosa a un livello superiore.
  • Presentazione cinematografica: È stato detto molto della qualità dell'immagine di Quantum Break, ma l'aspetto cinematografico della grafica funziona bene. Questo è un gioco pensato per emulare full-motion video, e ci riesce in maniera brillante. Più in basso parleremo della risoluzione, ma considerando che le scene sono realizzate con un output a 720p, i risultati sono decisamente impressionanti. L'anti-aliasing, la mancanza di aliasing temporale e la risoluzione percepita funzionano molto bene.

Come risulta la versione finale di Quantum Break in confronto alle varie demo mostrate nel corso degli anni? Guardate questo video per scoprirlo.

  • Motion blur: I nostri lettori di lunga data sanno che apprezziamo molto il motion blur per oggetto d'alta qualità. Quando realizzato correttamente, è un effetto che porta la grafica renderizzata in tempo reale più vicina ai filmati pre-renderizzati. La tecnica presentata in Quantum Break è di alta qualità, con difetti minimi, e valorizza tremendamente l'esperienza dando a ogni azione una sensazione di peso adeguata. Anche ai movimenti dell'inquadratura è applicato un motion blur, ma di intensità inferiore, che dovrebbe piacere a chi non apprezza le sbavature durante la manipolazione dell'inquadratura.
  • Materiali: Northlight è stato aggiornato per supportare il rendering basato sulle proprietà fisiche, e nel gioco vi è una selezione di materiali realizzati per questo sistema. La qualità della maggior parte di essi è assolutamente eccellente: cemento, polvere, pietra e metallo appaiono tutti generalmente molto realistici. È un passo in avanti rispetto ad altri recenti esempi di rendering di questo tipo sulla piattaforma, come Rise of the Tomb Raider e Halo 5 che da questo punto di vista non convincono fino in fondo. Insieme all'illuminazione realistica, questo conferisce al gioco un aspetto “iper-realistico” che apprezziamo.
  • Streaming dei dati: Uno degli elementi fondamentali per realizzare un'esperienza senza interruzioni sta nello streaming dei dati. Alcuni motori lo gestiscono bene, mentre altri scattano durante il caricamento di nuovi dati in memoria. Quantum Break utilizza un sistema che permette di caricare i dati in blocchi quando necessario. L'utilizzo della memoria è mantenuto a un livello ragionevole e la transizione tra blocchi di dati diversi resta fluida. Vi sono delle occasionali incertezze qua e là, ma lo streaming dei dati funziona benissimo.
  • Occlusione ambientale: Quantum Break fa ampio uso di effetti screen-space, ma l'occlusione ambientale è di livello superiore al normale. I risultati sono in linea con quelli della HBAO+, con una copertura eccellente e dall'aspetto molto naturale. Questa tecnica sembra riuscire a gestire le aree solitamente trascurate da altre soluzioni di AO, come quelle sotto ai veicoli. La cosa migliore è che a Xbox One servono solo 0.75mb per renderizzarla.

Cosa non funziona

  • Qualtà dell'immagine: Anche se siamo rimasti colpiti in positivo dall'aspetto cinematografico, ciò non significa che l'immagine sia nitida come vorremmo. Con l'aumentare dei budget di rendering e della complessità visiva, cresce anche il bisogno di approcci creativi alla gestione della qualità dell'immagine. Siamo rimasti impressionati da tecniche come la riproiezione temporale del multiplayer di Killzone Shadow Fall e del 'trucchetto' MSAA di Rainbow Six Siege. Quantum Break renderizza a 1280x720 con MSAA 4x, utilizzando quattro fotogrammi precedenti per ricostruire l'immagine in modo che la risoluzione sembri maggiore. Il metodo è differente dalla riproiezione vista in Killzone, perché l'immagine deve essere ricostruita ogni volta che l'inquadratura si sposta, ed è diverso anche da quello di Rainbow Six Siege che usa campioni MSAA invece di fotogrammi precedenti. Il problema è che anche se l'effetto sembra bello nelle immagini statiche, in movimento lo è di meno. Le scalettature diventano evidenti ogni volta che si agisce sulle inquadrature e il gameplay più blocchettoso quando l'azione si accende. In aggiunta, il filtering delle texture produce delle sfocature su una serie di superfici inquadrate dalla normale angolazione di gameplay. Tutto sommato, in quest'area ci aspettiamo miglioramenti dalla versione PC.
  • Ombre: La qualità delle ombre è chiaramente una delle cose che sono state sacrificate. I passaggi a cascata tra le ombre sono spesso grezzi, con difetti visibili a un paio di metri dal personaggio. Anche da vicino, le ombre non sono mai particolarmente nitide. Abbiamo anche osservato una serie di occasioni in cui le transizioni tra le shadow map hanno evidenziato una differenza nel posizionamento. Il filtro usato sulle ombre è però eccellente, e sembra che siano state usate delle forme bokeh per creare l'effetto di luce filtrato tra gli alberi, ma nel complesso questi elementi non sono sufficientemente rifiniti per i nostri gusti.
  • Ghosting: Un effetto collaterale dell'approccio di Remedy all'aliasing temporale è un chiaro ghosting, con scie lasciate dagli oggetti. Quando degli oggetti si muovono in parallelo alla visuale, in particolare di fronte a un'area piena di riflessi screen-space, attorno alle loro sagome compaiono delle vistose scie nere. La cosa è compensata dal gran numero di effetti su schermo, ma nei momenti più tranquilli l'effetto può distrarre. Anche l'uso di dati screen-space per riflessi e illuminazione può rivelarsi fastidioso, visto che le informazioni appaiono e scompaiono dalla visuale durante le rotazioni dell'inquadratura.
  • Fisica e altre bizzarrie: La fisica utilizzata nel gioco è generalmente eccellente, ma una serie di oggetti manca di proprietà realistiche. Ad esempio i giocatori possono spostare le auto semplicemente correndogli addosso, mentre altri piccoli oggetti possono rivelarsi impossibili da muovere. Abbiamo anche constatato con rammarico che i calcoli cinematici inversi e le animazioni associate non vengono applicati a Jack quando si trova vicino a oggetti o muri. Invece di sollevare le braccia o reagire alla superficie, il modello poligonale si interseca semplicemente con lo scenario. La cosa può risultare fastidiosa in certi punti.
  • Pop-in delle texture: Le texture sono stupende, ma a volte non vengono caricate correttamente. Siamo incappati in una serie di situazioni in cui delle texture specifiche sono rimaste sfocate fino a 30 secondi o più. In altri casi, alcune texture non sono state caricate affatto. Bisogna dire che ciò accade solo in situazioni molto specifiche, ma questo tipo di bug può distrarre in un gioco dall'aspetto così realistico.

Quantum Break punta a 30fps, ma riesce a mantenere stabili le prestazioni? Diamo un'occhiata più approfondita.

  • Cross-buy: Non siamo grandi fan di Windows Store, ma ci piace l'idea di pre-ordinare la versione Xbox One del gioco e ricevere anche quella PC. Una cosa simile è avvenuta anche con Portal 2 su PlayStation 3, ma con una grossa differenza: la versione PC era inclusa anche nelle versioni retail. Con Quantum Break, è chiaro che Microsoft sta spingendo lo store di Windows 10 e i download, ma crediamo la versione PC non debba essere negata a chi acquista il gioco in formato retail. Una situazione spiacevole per chi ama avere una collezione fisica.
  • Tempi di caricamento: Anche se lo streaming dei dati funziona benissinmo in Quantum Break e i livelli si svolgono senza interruzioni, vi sono occasioni in cui bisogna passare per delle schermate di caricamento abbastanza lunghe, ad esempio quando si continua una partita salvata o si carica un capitolo. A volte un caricamento può superare anche il minuto. Per fortuna la prima patch, che sarà pronta per il lancio, punta a migliorare quest'aspetto. Resta da vedere in che misura ci riuscirà, ma speriamo che gli utenti non debbano sorbirsi queste attese.
  • Integrazione video: Quantum Break fa un uso estensivo di video pre-registrati e i risultati sono spesso ottimi, almeno in termini di contenuti. Tra un atto e l'altro del gioco, quella che è praticamente una serie TV manda avanti la storia. Queste sequenze sono lunghe 24 minuti e variano leggermente in base alle scelte effettuate dal giocatore. Il problema è che i contenuti video sono tanti, ma non inclusi nell'installazione. L'impostazione di default li visualizza in streaming, ma è anche possibile scaricare i 75GB di video dallo store Xbox. A giudicare dallo schermo dedicato ai middleware nella sequenza di lancio, sembra possibile che il formato usato sia Bink, ma non possiamo dirlo con certezza. A prescindere dal metodo di encoding, la qualità finale non giustifica le dimensioni massicce del download.
  • Illuminazione volumetrica: Il ritorno dei fasci di luce volumetrica, parte integrante dell'esperienza offerta da Alan Wake, ci ha fatto piacere. Purtroppo la loro risoluzione è molto bassa, e questo rende il loro aspetto visibilmente blocchettoso. A volte la risoluzione è talmente bassa da ricordare gli effetti alpha di Zone of the Enders 2 su PlayStation 2, un gioco sicuramente molto bello ma che gira su hardware vetusto.

Quantum Break: il verdetto del Digital Foundry

Quantum Break è uno dei titoli tecnicamente più validi per Xbox One, ma non è esente da problemi. Il motore Northlight produce mondi belli e dettagliati arricchiti da effetti e illuminazione notevoli, ma la qualità dell'immagine non è al livello a cui dovrebbe essere. Il look cinematografico funziona in una certa misura, ma durante il movimento è evidente del visibile aliasing e questo rende chiaro che la soluzione utilizzata non è al livello di quella vista in Rainbow Six Siege. I problemi con la qualità delle ombre e la stabilità generale, dovuti all'uso di dati screen-space, influenza poi a volte l'aspetto del gioco.

Il vero trionfo sta nel modo in cui il gioco beneficia della tecnologia. Quantum Break è veramente un piacere da giocare (forse il miglior titolo prodotto finora da Remedy), e gran parte del merito sta nella tecnologia. Il mix perfetto di animazioni, effetti e feedback d'alta qualità è veramente appagante.

In quest'era di titoli realizzati con Unreal Engine e Unity, i titoli basati su tecnologia in-house specializzata stanno diventando rari, per cui è stata una vera gioia provare la creazione di Remedy. Ci sono delle parti più grezze, ma è chiaro che gli ambiziosi obiettivi del progetto non siano mai stati in discussione. La qualità dell'illuminazione e la flessibilità che permette di fare varie cose in ogni scena sono notevoli, e la sensazione è che siano stati fatti dei sacrifici nei punti giusti per concretizzare questa visione. Se stavate cercando un pezzo forte per Xbox One, Quantum Break lo è, anche con le sue imperfezioni.

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Riguardo l'autore

John Linneman

John Linneman

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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