Materiał przygotował: Mateusz Przytocki , Inżynieria multimediów, rok I.
Kilkanaście lat temu fani wirualnej rozrywki byli zachwyceni grafiką gry Far Cry w takim stopniu, że pojawiały się głosy o „fotorealistycznym” wyglądzie tej produkcji, wówczas niewielu przypuszczało jak ten fotorealizm może być jeszcze bardziej realny. Niewiele czasu potrzeba było, aby nowe technologie zalewały rynek. Dochodzimy do czasów dzisiejszych i teraz również cieżko wyobrazić sobie, aby grafika we współczesnych grach mogła być jeszcze bardziej rzeczywista. Aby nie nadwyrężyć naszej wyobraźni z pomocą przychodzi Epic Games ze swoją piątą wersją silnika Unreal Engine, który wprowadza rewolucyjne rozwiązania, które jeszcze bardziej przybliżą graczy do świata wirtualnego.
Silnik gier komputerowych Unreal Engine 5 przedsiębiorstwa Epic Games został udostępniony do wczesnego dostępu kilka miesięcy temu, ale dopiero teraz możemy podziwiać jego prawdziwą potęgę. Na fali premiery czwartej cześci Matrixa zostało zaprezentowane demo pokazujące potencjał omawianego silnika – Matrix Awakens. Każdy użytkownik nowych generacji konsol może na własnej skórze poczuć świat wirualny w jeszcze bardziej rzeczywistym wydaniu.
W Matrix Awakens ogromne wrażenie robi szczegółowość grafiki, od budynków z misternie rzeźbionymi gzymsami i płaskorzeźbami, przez ogrodzenia z ogniw łańcuchowych, po gęsty ruch wypełniony tysiącami samochodów, a wszystko to modelowane aż do śrub i nakrętek. Te ogromnie szczegółowe elementy mogą być renderowane dzieki technologi Nanite. Polega ona na oszukaniu ludzkiego oka, wprowadzenia iluzji. Każdy obiekt 3D składa się z siatki, na tę siatkę nołożona jest tekstura, im bardziej szczegółowa siatka i tekstura tym bardziej realistyczny obiekt. Dla programów do tworzenia modeli 3D nie stanowi problemu zastosowanie materiałów nawet w 8K. Kłopot pojawia się w momencie kiedy ten model chcemy pokazać w czasie rzeczywistym w grze, z oświetleniem i innymi efektami. Komputery i oprogramowanie po prostu tego nie udźwigną. Wydajność to słowo klucz. Po co niesamowicie szczegółowy model, jeśli nie będziemy w stanie go odpowiednio wyświetlić? Technologia Nanite w skrócie polega na tym, że im dalej znajdujemy się od obiektu, tym mniej szczegółów jest nam pokazywane, tak jak w rzeczywistości. Kamyk – z bliska będziemy widzieli każdą ryskę, odbarwienie, z dalszej odległości nasze oko nie dostrzeże tych szczegółów. Tak samo wirtualnie – z bliska zostanie nam wyświetlona szczegółowa siatka obiektu, szczegółowa tekstura. Zmienimy odległość na dalszą – siatka będzie rzadka, mniej elementów zostanie wyświetlone, ponieważ i tak byśmy ich niezauważyli. Silnik pozwala nam użyć jeszcze bardziej szczegółowych modeli, dlatego w Matrix Awakens dokładność grafiki robi takie wrażenie, dostrzegamy każdy detal obiektu jednocześnie zachowując wydajność.
Nanite rewelacyjnie sprawdza się przy wczytywaniu bardzo dokładnych obiektów, ale w Matrix Awakens mamy przecież olbrzymi świat, który cały też trzeba w odpowiedni sposów zaprezentować graczowi bez utraty jakości. Twórcy wprowadzili automatyczny podział ogromnych map, światów na mniejsze komórki. Gra wczytuje w wyższej rozdzielczości tylko te komórki przy których znajduje się kamera, przez co gracz widzi większe detale, a karta graficzna nie marnuje się na dokładne wczytywanie całej mapy. Te dwie technologie zapewniaja wyświetlanie modeli z takimi szczegółami jak nigdy przedtem.
To co dodaje wirtualnemu obrazowi realizmu to nie tylko pełne detalów obiekty, ogromne znaczenie ma również światło. Lumen, bo tak nazywa się technologia zapewniająca oświetlenie w czasie rzeczywistym w Unreal Engine 5, zapewni niesamowie wrażenia z rozgrywki graczom, ale także przyśpieszy proces tworzenia wirualnych światów. Lumen oblicza drogę światła od źródła do naszego oka, przez wszystkie napotkane obiekty. Gdy światło przejdzie przez przezroczysty materiał, nastąpi odpowiednie załamanie, jeśli napotka inny materiał, pojawi się cień, padanie światła na jakiś kolor będzie skutkowało odbiciem tego koloru na inne modele, wszystko aby jak najbardziej oddać rzeczywiste zachowanie światła. A co najważniejsze, dzieje się to w czasie rzeczywistym, silnik od razu oblicza tor promieni światła i wczytuje nam obraz. Przypomina to technologię Ray Tracing, jednak Lumen jest bardziej wydajny, możemy tworzyć pięknie oświetlone obrazy bez większego wykorzystania kart graficznych.
Lumen pomaga również twórcom. Nie będzie potrzeby tak zwanego „wypiekania” światła na teksturach, czyli ręcznego nakładania światła na teksturę, aby zwiększyć realistyczność, jak ma to często miejsce przy tworzeniu scen. Jest to czasochłonne zajęcie, a do tego jeśli będziemy chcieli zmienić zródło światła w scenie to cały proces wypiekania trzeba będzie powtarzać. Z Lumenem twórcy mogą kreować świat od razu widząc jak światło zachowa się na teksturach co zdecydowanie przyspieszy cały proces produkcji.
Światło jest niezwykle ważne, aby oddać realizm świata wirtualnego. Miasto w Matrix Awakens pełne jest szklanych wieżowców, błyszczących blach samochodów i kałuż odbijających światła nocy, co z pomocą Lumen zapewnia obraz jak z filmu.
Świat, krajobraz to jednak nie wszystko. Aby miasto było dynamiczne i żyło, potrzebni są ludzie, a ich różnorodność oraz dokładność zapewnia rozwijająca się już od dłuższego czasu technologia MetaHuman. Każdy dzięki prostemu kreatorowi może stworzyć własnego bohatera czy też NPC. Technologia czerpie dane ze skanów prawdziwych twarzy, a te możesz udoskonalać o niemal nieskończone rysy twarzy i karnacje, a także szeroką gamę opcji włosów, oczu, makijażu i zębów. Jest możliwość wybrania typu sylwetki oraz ubioru naszej postaci. Dzięki MataHuman świat w Matrix Awakens jest pełen dokładnych i niepowtarzalnych wirtualnych ludzi.
Epic Games, aby jeszcze bardziej przybliżyć grę do rzeczywistości, prezentuje nam nową funkcję antyaliasingu (wygładzenia krawędzi), czyli Temporal Super Resolution (TSR). Technologia polega na przedstawieniu obrazu 1080p jako 4K, kosztem wydajności właśnie tylko 1080p. Zasadniczo TSR poprawia sposób, w jaki komputer śledzi geometrię i oświetlenie bez znacznego wpływu na liczbę klatek na sekundę. To wszystko oznacza, że dostajemy obraz zbliżony do 4K przy mocy obliczeniowej potrzebnej do pokazania Full HD.
Silnik Unreal Engine 5 zawiera masę innych udoskonaleń, które zapewnią realistyczną grafikę i efekty, a także ułatwią i przyśpieszą twórcom produkcje gier. Taki na przykład Full Body IK Solver zapewnia dostosowanie szkieletu postaci do terenu na jakim się znajduje. Twórcy nie będą musieli ręcznie dostosowywać animacji postaci do wypukłości na drodze czy zachowania przy ścianach, system zrobi to w pełni automatycznie. Przy innych animacjach jest możliwość skorzystania z narzędzia Control Rig, które znacząco ułatwia tworzenie i zarządzanie ruchem obiektów w wirtualnym świecie.
Innym udoskonaleniem jest całkowicie nowy system tworzenia udźwiękowienia MetaSound, który oferuje pełną kontrolę nad generowanym dźwiękiem. Możemy bez ogarniczeń programować odgłosy naszego świata, aby jeszcze badziej wciągał.
Niagara to system efektów wizualnych, który zapewnia większe odzwierciedlenie rzeczywistości. Technologia ta daje ogrom możliwości manipulacji cząsteczkami przez co jesteśmy w stanie tworzyć VFX jak z filmów akcji. Możliwości Niagary zostały zaprezentowane w Matrix Awakens przy pościgu drogowym, który dzięki swojemu realizmowi zapiera dech w piersi.
Unreal Engine 5 wprowadza na rynek rozwiązania, które nie tylko dają grze nowy poziom realizmu, ale również zapewniają producentom narzędzia, dzięki którym produkcja będzie szybsza i łatwiejsza. Sprawi to, że będzie wielu twórców niezależnych, którzy dadzą upust swojej wyobraźni i kreatywności, co jest szczególnie potrzebne w momencie, gdy rynek jest opanowany przez gigantów z branży game developmentu oraz, gdy powstaje coraz więcej remasterów dawnych produkcji bazujących na nostalgii i marce starszych gier. Zamiast tego powinny powstawać produkcje o oryginalnej tematyce czy gameplayu co wreszcie nastąpi, jeśli będą powstawały silniki tak przyjazdne twórcy jak Unreal Engine 5. W końcu każdy może za darmo pobrać wczesny dostęp tego produktu Epic Games i wraz z omówionymi narzędziami, technologiami oraz tysiącami dostępnych modeli, efektów wizualnych i dźwiękowych i wiele więcej, przelać swoją kreatywność i wyobraźnię na ekrany w postaci gry wideo!