CryEngine 3: ani krok zpět, ani krok stranou
Nabízím vám další článek, se kterým půjdu proti většině a budu nejspíš v přímém rozporu s řadou nejen českých recenzentů. Právě tyto názory mě zvedly ze židle a přiměly k podrobnějšímu zkoumání Crysis 2 a sepsání tohoto původně neplánovaného článku. Doufám, že budete na jeho konci mít z Crysis 2 lepší pocit, než po přečtení některých preview, recenzí nebo ne zrovna přívětivých názorů v diskuzích a případný pokřivený dojem se mi podaří trochu narovnat, CryEngine ve své třetí verzi si to určitě zaslouží, herní grafiku posouvá zase o pořádný kus dál.
Podíváme se i na to, že nastavení detailů není samoúčelné a že i nejvýkonnější grafické karty budou mít žně a pořádně se zapotí – rozdíly v detailech jsou více než jen kosmetické. Pokud byste procházeli vše důsledně, čeká na vás více než 100 MB obrázků.
Zatímco první Crysis s CryEngine 2 vznikal výhradně pro PC a následně byl portovaný pro konzole, při vývoji CryEngine 3 už tým počítal s konzolemi a s jejich horší hardwarovou výbavou. Právě kvůli ní se vývojáři u trojky soustředili mimo nových efektů a pokročilejších technik na navýšení a optimalizaci výkonu. Kvůli konzolím byla přepracovaná většina modulů. Výsledkem je engine, který vypadá výborně napříč všemi platformami. Právě velký důraz na konzole je ale možná i důvodem, proč se příznivci her na PC o novém CryEngine nevyjadřují příliš přívětivě.
Jde-li o kvalitu zobrazení, rozhodně se nemusíte bát, že by šlo o prostý port z konzolí na PC, jak je tomu u řady jiných her při zachování horší kvality zobrazení. Fungovat to má spíš naopak, optimalizuje se a ke snižování detailů dochází na straně konzolí.
Světlo především
Crytek byl a je v oblasti herních enginů pionýrem a svět her obohatil o řadu zajímavých technologií. Klíčovým prvkem, který pomáhá enginům Cryteku k tomu, aby vypadaly jak vypadají, jsou techniky využívající simulace globálního osvětlení včetně Ambient Occlusion, na kterou jste už mohli narazit v některých hrách či ovladačích Nvidie.
Právě SSAO, díky kterému je výsledná scéna mnohem plastičtější, má velkou zásluhu na tom, že Crysis vypadal už před lety tak výborně a i dodnes patří k nejlépe vypadajícím hrám. Pokud vám pojem ambient occlusion nic neříká, odkážu vás na můj starší článek na Živě, kde kde je vše vysvětleno a předvedeno podrobněji na několika stranách.
K simulovanému ambient occlusion v podobě SSAO přibyly v novém CryEngine i další pokročilé techniky simulující globální a nepřímé osvětlení (tedy takové, u které nedochází k nasvětlení objektů jen od zdrojů světla, ale také odrazem světla od ploch v okolí nasvěcovaných objektů (včetně zabarvení od těch barevných). Přibylo i deffered lighting s akumulátory pro výpočty nasvícení scény s obrovským množstvím světel (něco málo k tomu najdete v článku HK2207 Mecha Rampage: Nejhorší techdemo od AMD?, kde se této techniky rovněž využívá).
Jak se to v praxi projevuje na kvalitě obrazu je zřejmé z následujícího technologického dema:
Potenciál nového CryEngine a možnosti technik nepřímého osvětlení asi nejlíp demonstruje následující video, u kterého je pro rendering využitý právě CryEngine 3. Ve dvojce by něčeho podobného nejspíš nebylo možné dosáhnout.
V souvislosti s nepřímým osvětlením mi to nedá nepřipomenout jeden velmi populární snímek. Proč o něm mluvím snad pochopíte právě v souvislosti s nastavením úrovně kvality zobrazení na dalších stránkách.
Nebudu zabíhat do dalších detailů, vydalo by to na další samostatný článek a bruslil bych na tenkém ledě. Pokud vás další techniky použité v CryEngine zajímají, podívejte se po materiálech, se kterými se Crytek pravidelně účastní Siggraph nebo GDC a taky na stránky samotného Cryteku, nebo přesněji CryEngine 3. Klíčové techniky použité v Crysis 2 shrnuje dokument Crysis 2 & CryENGINE 3 (pdf).
Spoustu materiálů hodných proklepání najdete na stránkách Cryteku v sekci prezentací. Určitě si nenechte ujít tento pěkný ilustrovaný přehled použitých technik, který najdete na dalším webu Cryteku věnovanémsamotnému CryEngine.
Pojďme se už vrhnout na přímé srovnání starého dobrého Crysis se žhavou novinkou.
Přesvědčte se sami: „lepší“ Crysis proti Crysis 2 na screenshotech
Nářků, že Crysis 2 vypadá kvůli optimalizacím na konzole hůř než první díl, je plný internet. Nemůžu si pomoct, ale připadá mi, že někdo tuto s prominutím pitomost napsal na základě zjištění, že Crysis 2 je vývíjený soubežně pro pomalejší konzole a namísto k DirectX 10 se s uvedením hlásí jen ke starší DX9 a ostatní už to jen slepě kopírují, papouškují a berou jako zřejmý fakt, aniž by nad tím přemýšleli.
Ne, rozhodně si nemyslím, že by vývojáři z Cryteku zabili tři roky osekáváním a optimalizováním dokonalého CryEngine 2 tak, aby lépe běhal na konzolích, jak se nám to spousta recenzentů (a nemíním tím jen české) snaží podsouvat. Co se grafiky týče, je naopak vidět další výrazný posun dopředu. I přesto, že v současné době běží pouze na DX9, nevypadá Crysis 2 hůř než první díly, ale naopak. Schválně, myslíte, že byste mohli podobný snímek pořídit v prvním Crysis?
Možná se to na první pohled nezdá, řada lidí si ale první Crysis až moc idealizuje. Toho, že je tu podstatný rozdíl, si všimnete hned, jakmile strávíte několik hodin s Crysis 2 a vrátíte se k engine prvních dílů Crysis. Se zvyšující se kvalitou realtime renderingu už vás to ale pochopitelně nepraští do očí na první pohled a nečeká vás takový šok jako v případě přechodu z Crysis na první Far Cry.
Dal jsem si tu práci a v obou hrách jsem paralelně našel alespoň trochu podobné lokace. Nebylo to nic snadného ani rychlého s ohledem na to, že se obě hry odehrávají v odlišném prostředí a jsou mu uzpůsobené.
Na prvním screenshotu je vždy Crysis Warhead s detaily nastavenými pomocí menu na maximální úroveň. Rovnou upozorňuji na to, že nejsou použité žádné tweaky ani vlastní konfigurace a editování běžně nepřístupných parametrů, se kterými může hra vypadat ještě o poznání líp.
Totéž se ale dá říci o Crysis 2 s CryEngine 3, i když jsou současné možnosti nastavení a tweakování ve srovnání s Crysis (doufejme že jen prozatím) dost omezené a nedovolují nastavit vše, co jinak nastavit jde a nastavit dokonce šlo třeba v uniklé betaverzi. Uvidíme, kdy a do jaké míry se podaří komunitě dostat se Crysis 2 pod kožich.
Aktuální vývoj můžete sledovat na velkých a známých webech, které se točí prakticky výhradně kolem Crysis (např. MyCrysis nebo InCrysis). Na nich najdete i utilitu, která dovolí podrobněji upravovat nastavení detailů a dalších vlastností nejen podrobněji, než v samotném menu, ale dokonce prostřednictvím grafického rozhraní ke konfiguračním souborům a parametrům pro příkazový řádek zpřístupňuje další „skryté“ položky, které nebyly v nastavení přístupné ani původního Crysis.
První sejmutá lokace je v Crysis 2 stejně jako celá hra líznutá víc do žluta. Ne že by zrovna toto barevné ladění působilo realističtěji, spíše jde o záměr designérů navodit trochu jinou atmosféru, která ve většině otevřených lokací má nádech pozdního odpoledne či podvečera.
Jinak ale celý obraz působí o mnoho plastičtěji, není natolik zastřený, ale je kontrastnější a je znát i větší dynamický rozsah scény a také je na něm vidět větší množství detailů.
Crysis Warhead (max. rozlišení) | Crysis 2 (max. rozlišení)
U druhého snímku Crysis 2 doplácí na to, že jsem neobjevil podobnou budovu. Snímek je tedy z podstatně větší haly. Opět zde platí, že celý prostor působí mnohem vzdušněji a jeví se méně plochý. Díky lépe vyladěnému ambient occlusion a simulaci globálního osvětlení také nedochází k tak výraznému černání prostoru okolo objektů (nejvíc je znát mezi trámem a plechem na střeše nebo v okolí židle povalující se na zemi).
Crysis Warhead (max. rozlišení) | Crysis 2 (max. rozlišení)
Pro scény z doků platí do puntíku totéž, co u předchozích snímků. Detailnější modely, větší množství objektů, kvalitnější textury, o poznání plastičtěji působící obraz.
Crysis Warhead (max. rozlišení) | Crysis 2 (max. rozlišení)
U vody jsem trochu narazil. Zatímco první Crysis se z velké části odehrával na prosluněných ostrovech, v Crysis 2 narazíte na vodu spíše sporadicky, a ještě v nepříliš vábné podobě. Z plavání pod vodou už tedy nebudete mít takový dojem, jako v Crysis. Voda je potemnělá, špinavá, a ve výsledku se může zdát, že je horší. Pokud jde ale o to vystihnout zaplivané doky s kalnou vodou (stejné jako na scéně výše), tuto atmosféru naopak vykreslují téměř dokonale.
Crysis Warhead (max. rozlišení) | Crysis 2 (max. rozlišení)
A ještě do třetice doky s jeřábem. Můžete se přesvědčit, že ani nová vodní hladina nevypadá tak špatně. Logicky to ale není takové vlnobití jako na otevřeném moři v prvních dílech. A když už to tu máme, milou drobností je odraz prostředí na optice zaměřovače, díky kterému to v pohybu vypadá zase o něco líp.
Crysis Warhead (max. rozlišení) | Crysis 2 (max. rozlišení)
O co se ochudíte při horším nastavení?
Dalším nesmyslem, který se táhne napříč všemi recenzemi, je tvrzení, že mezi základními vysokými (high) detaily a kvalitnějším nastavením není žádný dramatický nebo snad dokonce pozorovatelný rozdíl a že největší vliv má jen na propad snímkových frekvencí.
Jistě, pryč jsou doby, kdy stáhnutí detailů znamenalo vypnout filtrování textur nebo textury o dvaceti pixelech, kolo s deseti polygony namísto dvaceti, zkrátka rozdíly, které viděl i slepý. Dostáváme se na vyšší úroveň, přesto se nedá říct, že by rozdíly byly nepozorovatelné.
Na následující rozsáhlé sadě snímků a detailů jsem se snažil zachytit většinu těch nejzřetelnějších rozdílů, kterými se nastavení liší.
Každá zachycená scéna začíná ilustračním screenshotem. Pod ním najdete odkaz na trojici obrázků s různým nastavením detailů v pořadí vysoké (high), velmi vysoké (very high) a extrémní (extreme) detaily. Jejich rozklepnutím se otevře galerie obrázků zmenšených na poloviční rozlišením (1280×800 bodů).
Pod nimi najdete i textové odkazy na obrázky v originálním rozlišení 2560×1600 bodů. Kvůli jejich velikosti jsem je prohnal ztrátovou kompresí (jpeg s téměř maximální kvalitou – 98 %) , zkreslení oproti originálu je tedy minimální. I přes ztrátovou kompresi jsou poměrně velké, jeden zabírá kolem 2 MB. V levém horním rohu každého snímku je aktuální průměrná snímková frekvence.
Po snímcích celé scény následují výřezy v měřítku 1:1, odpovídají tedy přesně tomu, čeho si můžete všimnout při hraní na 30" LCD. Jejich rozklepnutím se otvírá galerie se zvětšenými snímky (o čtyřnásobné a i výjimečně dvojnásobné velikosti).
Nejlépe se snímky srovnávají, pokud je rozklepete jako samostatné obrázky do nových záložek a budete se mezi nimi přepínat.
První scéna zachycuje míření přes mířidla, při kterém je obraz o něco více přiblížený. Při něm vyniknou rozdíly v nastavení detailů asi nejvíc. Některé části obrazu v detailu vypadají s vyšším nastavením o poznání rozostřenější než jiné. V tomhle případě to ale není zásluhou vyhlazování, ale decentního efektu depth of field (hloubka ostrosti).
Speciálně ještě upozorním na lampu kousek vlevo nahoře kousek od hledí samopalu, nebo přesněji na její stín. Na něm je patrné, že vyšší kvalita stínů neznamená jen možná až zbytečně velké rozmazání jeho obrysů.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
První výřez je z místa vlevo vedle samopalu. Na nejnižších detailech je patrné, že stín vrhá pouze strom. Keř hned pod ním stín nemá a kvůli tomu vypadá, jako by plaval nad chodníkem. Na dalším snímku už keř stejně jako strom stín vrhá. Stíny jsou detailnější a jsou jen lehce rozostředné. Na třetím obrázku už je vidět nejvyšší (a nejrealističtější) nastavení, při kterém jsou stíny „nejsprávnější“, strom totiž vrhá stín nejen na chodník, ale i na keř pod ním.
Problém s objekty bez stínů ještě lépe demonstruje následující sada výřezů z místa vpravo hned u samopalu. První vypadá suverénně nejhůř, objekty levitují nad chodníkem. Na druhém už vrhají stíny. Všimnout si můžete i toho, že textura na chodníku je složená z více vrstev a je detailnější. Na třetím snímku jsou opět nejkvalitnější stíny a na ukazatelích si můžete všimnout i nejkvalitnějšího vyhlazování.
Na detailu jeepu si můžete všimnout, že střelec na prvním a druhém snímku nemá čím střílet. Kulomet se objevil až na extrémních detailech. Totéž platí i pro zbraň mrtvého vojáka.
Výřez se stromem je kvůli tomu, aby se sem vešel, zmenšený na polovinu, ve srovnání s ostatními snímky má jen poloviční rozlišení. Všimněte si, že na prvním snímku je jen zlomek větví a listí. Na druhém pár větviček přibylo. Na třetím snímku je strom nejsložitější a má také nejkvalitnější vyhlazování na hranách okolo textur. Vynikne to zejména pokud si snímky otevřete ve větším rozlišení, kvůli převzorkování obrázků na menší velikost vypadají stromy uhlazenější než v původním rozlišení.
Také si můžete všimnout kvality stínu u schodů – na prvním snímku je kvůli nižšímu rozlišení mapy zubatý, na dalším už je to lepší a na třetí je nejkvalitnější. A ještě další detail – vpravo nahoře u oken si můžete všimnout, že na nejvyšší detaily přibyly rámy oken a parapety.
Scházející detaily jsou nejvíc znát právě při pohledu přes optiku, kde je vidět více do dálky.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Na detailu na jeepu je krásně vidět, jak je řada recenzentů, kteří jinak nedokážou žít bez osminásobného vyhlazování, slepá, když vám zároveň dokáže říct, že změna nastavení detailů nemá na kvalitu obrazu příliš viditelný vliv. Všimněte si zejména pletiva na jeepu, větši kvalita vyhlazování je ale vidět i na anténě. Podotýkám, že na statických obrázcích to nevyniká zdaleka tolik jako v pohybu, kdy je kvůli přeskakování textury z pixelu na pixel vidět větší hemžení na hranách.
Další detail snad není třeba moc rozmazávat, zábrana má podstatně vyšší úroveň detailů.
Při pohledu na roh budovy přes ulici je jasné, že na prvním snímku zcela schází parkovací hodiny. Na druhém už jsou, na třetím přibyly ještě graffiti na stěnách budovy.
Temnou a morbidní scénu rozpitváme o něco podrobněji, je na ní spousta pěkných detailů.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Rozdílů v úrovni detailů vagónu si v tomhle případě musí všimnout snad každý.
Detailní pohled na budovu napoví, proč znamená přepnutí na extrémní detaily také výrazný propad výkonu – detaily na třetím snímku jsou úplně jinde.
Na dalším snímku je patrné, že betonová skruž má podstatně nižší počet segmentů a je zubatá. Na druhém už je to o něco lepší, na třetím k tomu ještě přibyly kvalitnější textury a stínování.
Detail na chodník, a opět s rostoucím rozlišením kvalitnější (jemnější) polygonová síť a nějaká ta dlaždice navíc pro lepší dojem.
V tomhle případě je krásně vidět, co dokáže lepší stínování a osvětlení. První lampa je sice lehce zastřená za září od ohně, i tak je ale vidět, že na druhém a zejména na třetím snímku působí mnohem plastičtěji a realističtěji.
Detail na „chapadlo“ mimozemské potvory. Snad nelze dodat nic jiného, než že něco podobného by ve hrách časem měla běžně, lépe a automaticky řešit adaptivní teselace.
Detail na část terénu – opět platí, že na třetím nastavení jsou objekty nejkvalitnější.
Tajemství je v detailech, kterých si nevšimnete
Na první pohled to může vypadat stejně, na druhý a třetí si ale začnete všímat detailů, a pokud si proklepete postupně všechny tři snímky, bude vám jasné i to, co se děje se světly a stíny. S rostoucí kvalitou renderingu stále více záleží právě na tom, aby člověka do očí netloukly nedostatky, kvůli kterým vypadá obraz uměle a nepřirozeně. Paradoxně se tedy dá říci, že je lepší, pokud změny, které vyšší detaily přinesou, budete vnímat co nejméně.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Na trávě v truhlících si můžete všimnout nejen rostoucího počtu polygonů, ale také mnohem kvalitnějšího stínování. Vynikne to zejména pokud budete snímky přepínat v rychlém sledu za sebou.
Detail římsy – opět se s vyšší kvalitou detailů zlepšuje stínování a na třetím snímku v extrémním nastavení je podstatně kvalitnější model celé římsy.
Detail lampy na pozadí – celkem jasný důkaz, že mají majitelé slabších karet důvod závidět těm, co mohou hrát při maximálních detailech a bez podobných artefaktů.
Další doklad o tom, že s přibývající úrovní nastavení se zlepšují nejen světla a stíny, ale přibývají i objekty.
Na tomto celkovém pohledu si všímejte především nasvícení koutů a zákoutí. I taková pitomost, jako jsou trčící dráty z železobetonu nebo povalující se kamení dělá nakonec celkovou atmosféru o poznání hutnější.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Na dalším detailu je vidět, že nepřibývají jen objekty, ale zlepšují se i textury.
Zatímco při vysokých detailech kvalita výrazně trpí kvůli rovným plochám a dlouhým polygonům, na druhém snímku už je více znát plasticita kamenů a nerealistické hrany překryly sutiny. Třetí snímek je navíc zasypaný troskami.
Na prvním snímku stropu toho není moc vidět, protože je ponořený do tmy. Na druhém už si můžete všimnout simulace světla odraženého od okolí, díky kterému je obraz i podstatně plastičtější. Mimo jiné je také znát detailnější dlažba i terén nad stropem. Na třetím snímku si můžete všimnout, že traverza má nejkvalitnější model – zatímco u druhého vypadá profil ve tvaru I kvůli malému počtu polygonů v průřezu spíše jako přesýpací hodiny, na třetím už mu není co vytýkat.
Na těchto snímcích je znát především výborné nasvícení budov, které se při běžném renderingu mimochodem nasvětlují obtížněji než místnost s jedním oknem.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Tyto snímky jasně demonstrují nevýhodu nejslabšího nastavení. Kromě toho, že je na domu místo kulatého oblouku oblouk lomený, je zdeformovaná i štuka nad ním. Na druhém snímku už je štuka i oblouk kvalitnější, kolem přibyl i stín. Na třetím zmizel díky kvalitnějšímu stínování nelogický zub nalevo od štuky.
Na této sadě je asi nejlépe vidět, k jakým problémům u některých stínů na nejslabší nastavení dochází. Na druhém snímku s velmi vysokými detaily už je stín kvalitnější a ke všemu přibyl i podstatně detailnější parapet, který se opět neutápí ve stínu. Na třetím už stínům není téměř co vyčítat.
Detail na lampu – ve druhém a třetím snímku zespoda přisvětlenou světlem odraženým od okolí.
Další snímek lépe ilustruje detailnější štuku nad obloukem okna a je tady i kvůli stínu vrženému na stříšku nad oknem.
A co s tím mají kosmonauti?
U scény z doků si všimněte především sudů po pravé straně, ochozu na střeše protější budovy, ocelové konstrukce ramp vedoucích do prvního patra, lan na visutém mostu, a konečně i zábradlí, které je přímo vepředu.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Na prvním i druhém snímku jsou krabice „rozdělené“ pouze na úrovni textury. Na prvním se opět topí ve tmě. Na druhém už je přisvětluje světlo odražené od okolí, a na třetím už jsou rozdělené i na úrovni modelů.
Tady už různé nastavení detailů doslova lže – na nejnižší nastavení detailů je vidět jen zlomek ze všech objektů.
Ještě horší je to na detailu střechy budovy. Tam se v rámci „nepozorovatelných“ či minimálních optimalizací ztrácí rovnou velké kusy ochozu. Na třetím snímku si ještě můžete všimnout podstatně kvalitnější ambient occlusion kolem odsazené zdi, díky které působí budova o mnoho plastičtěji.
Následující náhledy už jsou zmenšené na poloviční rozlišení, po rozklepnutí se zobrazí zvětšený detail. K prvnímu není co dodávat, je to dost názorná paralela na fotografie z přistání na měsíci.
Věž v levém horním rohu je při nižších detailech zubatá.
O konstrukci se snad nemá ani cenu zmiňovat, dá se říct, že s různou úrovní detailů stojí na molu pokaždé něco jiného. Rozdíl mezi nízkými a středními detaily je lépe vidět na celkovém snímku.
Pro další scény už neplatí snad nic jiného než pro uvedené detaily. Na následujícím snímku si všimněte především rozptýleného světla na stropě, vyšší tedaily jsou ale na první pohled znát i na protilehlých budovách.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Neděste se toho, že na prvním snímku není oheň, zachytil jsem jej ještě před výbuchem. Na dalších je znát větší množství objektů, vyšších detailů si můžete dobře všimnout i na automobilu vlevo uprostřed.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Na dalším snímku je lepší nasvícení asi nejokatěji vidět na květináčích vlevo. Na billboardech na střeše budovy vlevo nahoře je zase dobře znát, jak roste s vyšší kvalitou složitost tohoto objektu.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
A na závěr další snímky, na kterých je výborně vidět, co dělá simulace globálního osvětlení se se stropem u výtahů.
maximální velikost | maximální velikost | maximální velikost
Tímhle pojednáním s Crysis 2 rozhodně nekončíme, už zítra se můžete těšit na druhou část, ve které se do podrobna dozvíte, co změny nastavení udělají s výkonem. Navíc vám nabídnu srovnání více než dvacítky otestovaných grafických karet počínaje GeForce 8800 GT a 8800 GTX přes GeForce řady 400 a Radeony HD 5800, 6800 a 6900 až ke GeForce GTX 590.
