«Под прицелом»: что готовит нам PlayStation 4?

За последнее время слухов о следующем поколении консолей набралось порядочное количество. И если с датой их релиза и «железной» начинкой всё постепенно становится более-менее понятно, то вот о возможностях PlayStation 4 и Xbox 720 мы знаем не так уж много. В этот раз мы поговорим именно о новой консоли от компании Sony.

Что нам известно о дате релиза консоли? Точных чисел никто не называет, однако, если верить прогнозам аналитиков и «доверенным лицам» внутри японской корпорации, то PlayStation 4 (далее PS4) выйдет в конце следующего года, но не позднее начала 2014-го. Однако сейчас куда интереснее будет копнуть глубже в уже имеющуюся информационную яму и выяснить, чем же собралась радовать своих поклонников PS4 в графическом плане.

Прежде всего, стоит обмолвиться о должности ведущего системного инженера компании Sony, который обязуется «выступать в качестве эксперта отрасли и руководителя уровня развития систем на платформах PlayStation» и чья деятельность «связана с низкоуровневым исследованием передового оборудования». Если выражаться понятнее, то это недвусмысленный намёк на то, что работа ведущего системного инженера будет тесно связана с PS4.

Интересна данная профессия прежде всего тем, что, как написано в требованиях к ней, соискатель должен иметь опыт программирования GPGPU. Напомним, в перечне работ для некоторых других членов команды исследования и разработки Sony Computer Entertainment также говорилось о GPGPU. Разберёмся поподробнее, что же это за зверь такой?

GPGPU (или General-purpose graphics processing units) — это графический ускоритель общего назначения. Выражаясь доступным языком, технология позволяет видеокарте перенять на себя неграфические вычисления, которые обычно производит центральный процессор. Сама по себе технология не является новой — она пришла вместе с добавлением в графические ускорители программируемых шейдерных блоков и растровых конвейеров более высокой арифметической точности.

Возьмём, к примеру, компанию Nvidia: в её видеокартах GeForce 8-й серии и позже реализация GPGPU стала возможной благодаря технологии параллельных вычислений CUDA, которая также задействована в сериях профессиональных видеокарт Quadro и предназначенных для вычислительных систем Tesla. Тенденция использовать потенциал GPU для более общих вычислений появилась ещё в 2006 году, откуда берёт своё начало нынешнее поколение консолей. Любопытно, что Wii U как раз использует такой чип, хоть и заметно менее производительный.

На хорошем примере описать взаимодействие центрального процессора (CPU) и графического ускорителя (GPU) вызвался представитель Nvidia Сэнфорд Расселл (Sanford Russell): «Представьте, что вы ищете слово в книге. Это задание поручается центральному процессору, который начинает поиск с первой страницы и читает её полностью до самого конца, потому что это обычный процессор с последовательным поиском. Последний займёт некоторое время, потому как CPU читает все слова и страницы по порядку. А теперь ему на помощь приходит графический ускоритель с параллельным поиском, который разрывает книгу на тысячи кусков и считывает их одновременно. Таким образом, даже если каждое слово будет читаться чуть медленнее, чем в случае с CPU, книгу в полном её объёме можно будет прочитать гораздо быстрее». Для наглядности посмотрите этот слайд:

По-настоящему достойное применение технология находит в играх, как в ресурсоёмких приложениях, проводящих непрерывные вычисления в реальном времени и нуждающихся в GPU с высокой вычислительной мощностью. К тому же технология помогает избежать узких мест при передаче информации от процессора к видеокарте и улучшить физику игры и искусственный интеллект.

Компания AMD — другой крупнейший производитель графических решений — посвятил использованию GPGPU в играх презентацию на Саммите Разработчиков Fusion 12 этим летом. По словам представителей компании, GPGPU идеально подходит для таких визуальных аспектов, как просчёт частиц, симуляция жидкости и разрушений, однако имеет некоторые ограничения, когда дело касается неграфических операций, связанных с буферами, задержками и ограниченными моделями программирования. Однако в будущее AMD смотрит с оптимизмом — Архитектура Гетерогенных Систем (Heterogeneous Systems Architecture или HSA), разработанная компанией, является новейшим решением для GPGPU, которое призвано уменьшить задержки. Вот некоторые её преимущества:

Более быстрая декомпрессия позволяет также значительно уменьшить время загрузки. Теперь симуляция тысяч движущихся по бескрайним полям воинов станет на порядок легче. AMD закончила презентацию словами: «HSA, наконец-то, ползволит разработчикам использовать GPU в качестве полнофункционального сопроцессора». Всё это означает то, что разработчики теперь смогут получить полный доступ к мощностям системы. Это позволит избежать проблем с применяющимся в PlayStation 3 процессором Cell, где тонны возможностей были скрыты «под колпаком», и добраться до них было отнюдь не просто.

AMD, по слухам, уже давно работает вместе с Sony над PlayStation 4.

Работа ведущего системного инженера также предполагает опыт работы с вычислительными шейдерами и DirectX 11. Это даёт нам понять, что Sony в своей новой консоли намеревается предложить нам его эквивалент. Попытаемся снова погрузиться чуть глубже в информационную пучину.

Ныне закрытая компанией Sony студия Zipper Interactive работала над некой безымянной игрой следующего поколения, и тому было множество подтверждений. Стало также известно, что разработчик Кейси МакДоннелл (Casey McDonnell), будучи сотрудником Zipper Interactive, принимал участие в исследованиях, посвящённых следующему поколению. В частности, он оставил после себя наработки некоего персонажаи и инструменты для его создания, включающие шейдинг, тесселяцию, целевой рендеринг и прочее.

Тесселяция — это, без преувеличения, одна из самых значимых и заметных особенностей DirectX 11. Последний, напомним, представляет собой набор интерфейсов прикладного программирования (Application Programming Interface или API), созданный корпорацией Microsoft, и оказывает огромное влияние на разработку игры и её конечное качество. Nvidia даёт обобщающее определение тесселяции:

«В самом базовом значении, тесселяция является методом разбивания полигонов на более мелкие куски. К примеру, если взять квадрат и разрезать его по диагонали, мы получим два треугольника. Сама по себе тесселяция реализма картинке не прибавляет. В игре абсолютно неважно, отрисовывается квадрат при помощи двух треугольников или двух тысяч. Тесселяция повышает реализм лишь тогда, когда новые треугольники используются для отображения новой информации».

Если, на минуту, увлечься модными словечками из компьютерной лексики, то в преимущества тесселяции входят идеальное рельефное текстурирование (придание более реалистичного и насыщенного вида поверхности объектов), сглаживающие фильтры (устранение неровностей на моделях персонажей), плавный уровень детализации и масштабируемое изображение. В сущности, технология улучшает общий вид картинки, устраняя неровные края и повышая её глубину.

Было выдвинуто весьма спорное утверждение, что консоль Wii U обладает потенциальной возможностью использования эквивалентной DX11 функциональности. Но мы говорим о приставке от Sony, и тут любопытен другой факт — буква Х в названии DirectX обозначает именно Xbox (изначальное имя было DirectXbox), и все консоли этого семейства от Microsoft использовали те или иные версии API, и вряд ли готовящаяся в недрах софтверного гиганта Xbox 720 нарушит эту традицию. Именно поэтому для Sony так важно разработать собственный эквивалент DirectX 11, если компания хочет своей новой консолью составить достойную конкуренцию оппоненту.

Sony Computer Entertainment London является крупнейшим подразделением компании в Европе и всегда принимает ключевое участие в разработке консолей PlayStation. Будучи лидером в области разработки PS Home и PS Eye, SCE London известна также своими играми «не для каждого» SingStar, EyePet и Wonderbook. Однако заядлые геймеры всё равно любят компанию за их серию The Getaway, и уже не один игрок пустил слезу из-за отмены The Getaway 3 и Eight Days. Но ещё есть надежды — по слухам, компания разрабатывает некий высококлассный игровой проект.

Одно можно сказать точно — SCE London занимается созданием библиотеки графических функций для PS4. В перечне работ для программиста графики компания предлагает «возможность работать над формированием набора графических библиотек, которые станут основой графических технологий престижной студии в Лондоне на годы вперёд». Продолжение гласит: «есть возможность работы над передовыми эффектами для наших новых концептов, опираясь на новейшие исследования в области графики»:

Приглашаем Вас присоединиться к нашим передовым графическим исследованиям в самых различных областях с целью выделить визуальное исполнение наших игр на фоне других и установить планку качества для индустрии:

Есть также оговорка, что преимуществом является «опыт работы с GPGPU».

Из всего этого списка терминов можно понять одну простую истину — компания разрабатывает инструментарий для консоли PlayStation следующего поколения. Давайте попытаемся разобраться в некоторых мудрёных терминах из вышеизложенного списка.

Освещение в играх является определяющим фактором, когда речь идёт о реалистичной картинке. Нынешнее поколение систем в этом плане достигло больших успехов. Динамическое освещение от статического отличает постоянное изменение в соответствии с действиями игрока. Данный тип освещения применяется практически во всех современных играх: в каждой есть источник света и есть тень, которую он создаёт. Однако множество теней и отражений, которые существуют в реальном мире, не принимаются во внимание. Вы никогда не задумывались, как редко зеркала в играх воздействуют на уровень освещения в комнате?

Мартин Кинкелин (Martin Kinkelin) и Кристиан Линсбергер (Christian Liensberger) наглядно демонстрируют глобальное освещение в своём обзоре метода непрямого освещения (мгновенного диффузного отражения):

В результате мы получаем невероятно реалистичную картинку. Однако для обработки такой сцены в реальном времени требуется по-настоящему мощное железо.

Конечно, стоит учитывать, что ничего из вышесказанного ещё не было официально подтверждено ни Sony, ни кем-либо из разработчиков. Мы ведь знаем, как японская корпорация любит хранить секреты до последнего. Но огромное количество вакансий на двух континентах и профиль LinkedIn бывшего сотрудника Sony добавляют всей этой шумихе правдоподобности.

Нам лишь остаётся дожидаться официальных комментариев, которые, мы уверены, уже не за горами — 2013 год обещает подарить нам не только анонсы, но и релизы долгожданных консолей следующего поколения.