Digital Foundry vs Unreal Engine 4

All'E3 di quest'anno, pochi altri hanno osato offrire al pubblico una visione così futuribile del videogioco come ha fatto Epic Games con la presentazione del suo nuovo motore grafico, l'Unreal Engine 4. Potrebbe non essere quello che vi stavate aspettando per la prossima generazione console, ma, impressioni della prima ora a parte, si tratta sicuramente di una tecnologia tangibile, ambiziosa e senza dubbio spettacolare.

Quando guardiamo alla prossima generazione di console da una prospettiva di pura capacità di rendering, da ormai qualche tempo abbiamo preso a riferimento, la grafica PC: dettagli elevati attraverso la tessellazione resa possibile dalle DirectX 11, shader generati dalle GPU, effetti post-processo drasticamente migliorati. Basta guardare alle attuali iterazioni del Frostbite e CryEngine (rispettivamente giunti alla seconda e terza versione) per accorgersi di quanto ormai sia aperta la forbice prestazionale tra l'attuale alta definizione delle console e le massime prestazioni di un PC di fascia alta. Epic ha infatti dimostrato nella demo di Samaritan con l'attuale versione dell'Unreal Engine 3 cosa ci potremo aspettare tra l'attuale e la prossima generazione di console, con i PC a fare da ponte tecnologico in costante evoluzione.

"Oggigiorno la maggior parte dei giochi è un ibrido tra luci in tempo reale e precalcolate a seconda degli ambienti: nella demo che abbiamo avuto modo di vedere ogni fonte luminosa è in tempo reale, sempre."

Tuttavia, è chiaro che questa demo dell'Unreal Engine 4 è qualcosa di totalmente diverso a partire dall'assunto che quello che viene mostrato nella demo è fuori dalla portata dell'attuale generazione console senza scendere a compromessi che finirebbero per snaturare il significato tecnologico di questa tech demo. Il primo aspetto che salta all'occhio riguarda il sistema d'illuminazione. Come avrete avuto modo vedere in molte Digital Foundry, l'illuminazione è spesso l'elemento in grado di fare la differenza tra un buon gioco e uno ottimo dal punto di vista tecnico. Oggigiorno, la maggior parte dei titoli è un ibrido tra luci in tempo reale e precalcolate a seconda degli ambienti: nella demo dell'UE3 ogni fonte luminosa è in tempo reale, sempre. L'effetto finale è semplicemente su un altro livello rispetto a quello raggiungibile sulle attuali console.

L'illuminazione statica è completamente assente in questa dimostrazione, e, come ha specificato da Alan Willard, senior technical artist di Epic Games, la possibilità di precalcolare le lightmap, è stata completamente disattivata: ogni fonte di luce è selezionabile e spostabile tramite l'editor. Non c'è ricalcolo per ogni fonte luminosa, visto che si tratta di puro rendering in tempo reale.

"Il martello del cavaliere visto all'E3 risplende di luce in base alla sua temperatura che può essere alterata per regolare l'emissione luminosa."

La fedeltà del modello d'illuminazione e le relazioni tra gli oggetti come ombre e riflessi all'interno della scena sono assolutamente rimarchevoli: le texture non sono solo texture, si tratta di materiali veri e propri caratterizzati da proprietà ben specifiche che definiscono come interagisono con il mondo esterno. Anche la luce, come rimbalza e si diffonde, calcola in tempo reale l'effetto a seconda della superficie colpita. Il martello del cavaliere risplende di luce in base alla sua temperatura che può essere alterata per regolare l'emissione luminosa. Più caldo è il martello, più luce questo emette ed è tutto calcolato in tempo reale.

Materiali, luce indiretta, effetti particellari

A seconda del materiale, tutti gli oggetti riflettono l'ambiente circostante a seconda di come sono illuminati e la luce, diretta o indiretta, non solo colpisce le superfici ma soprattutto rimbalza o ci può passare attraverso dando tutto un altro significato al concetto di consistenza. I game designer potranno modificare la consistenza delle superfici in base a questo, con ovvi effetti sul realismo della scena di materiali sottili come carta o tessuti e di come lasciano filtrare luci e ombre.

Anche i materiali stessi sono dinamici: nella demo si nota una sfera che lascia cadere al suolo una serie di gocce che modificano la consistenza della superficie del terreno stesso: questo significa che è possibile modificare direttamente tramite il gameplay la consistenza di ogni superficie senza precalcolarla in alcun modo agendo sulla flessibilità dei materiali. Pensate a un personaggio con un abito bagnato che cammina su sabbia, terra, marmo o un tappeto lasciando la scia in cui le gocce caratterizzano in modo diverso i materiali che vanno a impregnare.

Tornando all'illuminazione, la luce non si limita a illuminare oggetti e proiettare ombre ma rimbalza anche sulle superfici: nella demo si nota che l'ingresso in una stanza con un tappeto l'accelerazione del tempo porta a spostare la proiezione delle ombre sul muro che progressivamente tendono ad avere un tono rossastro man mano che cambia l'inclinazione e l'intensità. Una soluzione basata sul voxel, pesante da gestire ma sperimentata con successo da Crytek nell'CryEngine 3.

"Illuminazione diretta e indiretta, ombreggiature, particelle, effetti post processo. L'Unreal Engine 4 produce alcuni effetti veramente fenomenali su PC di fascia alta, ma la prossima generazione di console potrà arrivare a risultati simili?"

La sfida del Post-Processing

Anche gli effetti post-processo hanno raggiunto un nuovo livello di accuratezza rispetto agli standard della current gen: nella demo Willard ci mostra come due effetti come l'adattamento visivo a immediati cambi di luce e il lens flare siano stati rimaneggiati con grande accuratezza. Anche la profondità di campo è stata gestita con un'implementazione di altissimo livello. Molto di quello che vede l'occhio in questo senso è merito degli effetti post processo. Un sacco di implementazioni permettono di sbizzarrirsi con un sacco di effetti di grande qualità a prescindere da quello che si vuole ottenere con motion blur, adattamento visivo, lens flare, particelle.

Quindi, se questa è una tech demo, quanto effettivamente possiamo sperare di ritrovare di questo ben di Dio tecnologico sulla prossima generazione di console? Difficile a dirsi: L'attuale showcase gira, infatti, su un PC Core i7 con installata una GPU NVIDIA GTX680 e 16GB of RAM. Una configurazione fuori dalla portata di molte tasche che per Epic è invece l'ambiente di sviluppo standard. Con ogni probabilità, siamo oltre le reali capacità di un'ipotetica Orbis o Durango ma se teniamo in considerazione i vantaggi dell'hardware console ad architettura fissa e il fatto che si sfruttano delle API dedicate il gap potrebbe restringersi.

"Quanto effettivamente possiamo sperare di ritrovare di questo ben di Dio tecnologico sulla prossima generazione di console?"

Willard stesso ha ammesso che nemmeno Epic è a conoscenza delle specifiche della prossima generazione di console, ed è sicuro che si dovranno raggiungere dei compromessi per arrivare a risultati come quelli che sono stati mostrati nella demo dell'UE4. Tuttavia, Epic vanta un curriculum di tutto rispetto nel trasformare le sue visioni tecniche in prodotti finiti. Già la demo di Gears of War mostrata all'E3 del 2004 testimoniava con una certa fedeltà quello che sarebbe stato il risultato finale qualche tempo dopo.

Ovviamente il motore è appena nato e sicuramente sarà modificato e migliorato con il passare del tempo: in un certo senso nemmeno Epic può essere perfettamente consapevole al 100% delle sue capacità e di come queste si tradurranno nella pratica dello sviluppo. Molto probabilmente una volta che le specifiche delle nuove console verranno rese pubbliche, Rein e soci si faranno un'idea molto più precisa dei risultati raggiungibili e le demo non rimarranno un obiettivo da raggiungere ma sarà possibile simulare con una certa precisione cosa sarà possibile fare e non fare.

In realtà, non siamo gli unici a pensare che molto probabilmente Epic sta probabilmente prendendo tutti un pò in giro sulle reali capacità della prossima Xbox 360. Risulta difficile credere che per uno sviluppatore del calibro di Epic che ha contribuito in modo così determinante allo sviluppo del successo ludico di Microsoft grazie a Gears of War e il suo motore dato in licenza a decine di titoli sviluppati per questa piattaforma non abbia negli scantinati più reconditi e meglio protetti della sua sede un prototipo funzionante della nuova Durango. Questo rende forse anche più intrigante la demo mostrata allo scorso E3: pensate che Mark Rein sia disposto a prendere una cantonata sulla prima uscita dedicata ad un hardware che la vedrà impegnata a sviluppare in esclusiva per almeno altri dieci anni?

Traduzione a cura di Matteo "Elvin" Lorenzetti