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novembre 23rd, 2017

Max Payne 3: analisi motore grafico e versione PC

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Written by: Giuseppe De Michele
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Rabbia

Come gli ultimi giochi di Rockstar, anche Max Payne 3 è basato sulla tecnologia RAGE, ovvero Rockstar Advanced Game Engine. Certo, come tipologia di gioco è notevolmente differente rispetto ai vari Grand Theft Auto, L.A. Noire e Red Dead Redemption, principalmente perché l’azione si svolge in spazi chiusi, che richiedono dunque un maggiore livello di dettaglio, oltre che una gestione diversa. Ma Max Payne 3 trae beneficio dagli altri middleware utilizzati da Rockstar, primo fra tutti euphoria.

Come vedremo, se da una parte il nuovo gioco Rockstar non offre una grafica dettagliata come Crysis 2 o Battlefield 3, dall’altra riesce a sfruttare pienamente tutta una serie di tecnologie che si rivelano funzionali al fine di ricreare meccaniche da shooter valide, che riescano a offrire ai giocatori un livello di sfida sostenuto e che permettano loro di godere appieno dei punti di forza del gioco. In questo articolo non scenderemo nell’analisi del gameplay, perché lo abbiamo già fatto con la nostra recensione di Max Payne 3, ma ci soffermeremo esclusivamente sugli aspetti tecnici e sulle peculiarità della versione PC di Max Payne 3, uscita lo scorso 1 giugno.

La community PC non ha un ricordo positivo della tecnologia RAGE, perché Grand Theft Auto IV su questa piattaforma era male ottimizzato, presentando un frame rate a dir poco instabile e richiedendo al sistema uno sforzo superiore rispetto a quello che il gioco riusciva effettivamente a trasmettere. Diciamo subito che con Max Payne 3 tutto questo non si ripete e, benché i giocatori debbano rinunciare agli sterminati spazi aperti del gioco precedente, il nuovo titolo Rockstar riesce a mantenere il frame frate stabile di 60 fotogrammi al secondo anche con PC che non sono esageratamente potenti.

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Ma quello che è interessato maggiormente a Rockstar con Max Payne 3 è la reinvenzione delle meccaniche di gioco di uno sparatutto in terza persona. Se i primi due Max Payne hanno introdotto delle novità sostanziali per il genere, poi riprese tantissime volte da molti altri titoli, Max Payne 3 riesce a portare il gameplay da sparatutto in terza persona a un nuovo livello, confermandosi come un degno seguito dei due giochi a quei tempi sviluppati da Remedy Entertainment. Stento a credere di avere scritto una frase del genere, perché prima del rilascio del gioco ero molto preoccupato su Max Payne 3: come rinnovare un genere così tanto inflazionato? Che elementi aggiungere che non c’erano nei primi due Max Payne? In realtà le mie preoccupazioni erano infondate, vediamo il perché.

Rockstar ha voluto implementare la precisione di uno sparatutto in soggettiva all’interno delle meccaniche di shooting del gioco in terza persona. Sono state riprogettate le armi e rivisto il sistema di movimento tattico per rendere cinematografico Max Payne 3, principalmente con l’introduzione delle coperture. Il risultato è che Max Payne 3, che è chiaramente ancora una volta basato sul bullet time, è uno shooter con un alto livello di sfida, in cui il giocatore è veramente chiamato a evitare le pallottole per sopravvivere. Incassare meno colpi possibili, infatti, deve essere la principale preoccupazione del giocatore, che può servirsi della reattività del suo modello poligonale e della sua capacità di interagire con gli scenari per raggiungere questo scopo.

In Max Payne 3 la mira viene mantenuta costantemente, mentre il modello poligonale riposiziona la parte superiore del corpo e il busto verso il bersaglio mentre è ancora in movimento in qualsiasi direzione prevista. Il sistema di animazioni, poi, compensa il peso e il rinculo di ogni arma, cambiando l’equilibrio del personaggio che quindi può usare contemporaneamente anche due armi molto diverse tra di loro, come, ad esempio, un fucile e una pistola. Mentre è prono, inoltre, si può continuare a sparare e a rotolare a 360 gradi, mantenendo la stessa precisione dei combattimenti da alzato. Il segreto di Max Payne 3 quindi sono le nuove meccaniche di fuoco e le animazioni, che riescono a dare al giocatore la sensazione di grande reattività e precisione, pur mantenendo la prospettiva in terza persona.

Euforia

Rockstar poi ha curato il rapporto tra sequenze di intermezzo e gameplay vero e proprio, amalgamando le animazioni delle une con l’altro. Non ha rinunciato alla narrazione nello stile delle graphic novel, ma l’ha adattata alla narrazione dei giochi moderni. Per questo la maggior parte delle sequenze di intermezzo presentano uno stile cinematografico, mentre le graphic novel sono animate e inserite all’interno del contesto cinematografico. La transizione tra giocato e narrazione è costruita tramite strumenti di editing appositi, pensati per rendere l’esperienza continua e senza attese per i caricamenti. Le animazioni sono, inoltre, specifiche anche in funzione del tipo di arma: il modello poligonale di Max infatti compie azioni diverse a seconda dell’arma che sta ricaricando.

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Rockstar ha chiaramente scelto di mantenere la prospettiva in terza persona perché questa crea un più stretto legame tra personaggio virtuale e giocatore, che quindi può sentire direttamente lo sforzo, la sofferenza e la fatica fatta da Max Payne. Ma non ha rinunciato alla reattività e alla precisione del sistema di mira in prima persona, mettendo insieme tutte le tecnologie di cui stiamo parlando per raggiungere tale compromesso.

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euphoria, poi, consente di simulare il sistema nervoso umano e i movimenti del corpo, in modo che i modelli poligonali reagiscano alle influenze esterne e siano in grado di interagire con gli elementi dello scenario. Le animazioni non sono pre-calcolate, ma vengono generate dinamicamente dalla CPU. Si tratta di una soluzione middleware sviluppata da NaturalMotion e inserita nel motore grafico RAGE, prodotto invece internamente a Rockstar.

Lo sviluppatore nordamericano ha realizzato set con migliaia di animazioni che rendono i movimenti di Max realistici e allestito un sistema di gestione della fisica procedurale. euphoria consente la simulazione ottimale del rapporto tra modelli poligonali e terreno: ogni passo, infatti, è appiccicato a terra e il personaggio non slitta in nessuna circostanza. Durante il gameplay, inoltre, si sente il peso del corpo di Max e la tensione dei muscoli delle sue gambe quando entra in modalità bullet time. Quando salta, poi, apre il braccio per prepararsi all’impatto con il terreno.

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Grazie a euphoria, inoltre, i nemici possono perdere equilibrio in caso di instabilità della struttura su cui si trovano. Ciò dipende dal calcolo in tempo reale della distribuzione dei pesi e delle forze in gioco.

La fisica viene calcolata su ogni proiettile, mentre ciascuno di essi viene individualmente renderizzato ed è visibile al giocatore. La gestione della fisica è dinamica anche per quanto riguarda i caricatori e le armi, il che consente di avere un funzionamento diverso per ciascuna delle armi presenti.

L’intelligenza artificiale poi varia in funzione del tipo di soldato che si sta affrontando, che può essere un militare elite o un membro della gang. Ci sono animazioni per qualsiasi delle situazioni che possono verificarsi, come la ricerca di una copertura o l’incasso dei colpi. I nemici reagiscono al colpo subito a seconda della potenza dell’arma, dell’angolazione del colpo, della posizione e dell’ambiente che li circonda.

La versione PC

Come accennato, Max Payne 3 per PC è la migliore versione tra quelle disponibili, perché finemente ottimizzata per questa piattaforma, soprattutto in termini di frame rate. Non bisogna però aspettarsi un dettaglio grafico eccezionale, non è questo l’elemento per cui spicca Max Payne 3 su PC. Inoltre, un altro fattore di criticità è legato alla garantuesca installazione di ben 29 GB. Max Payne 3 per PC è disponibile in due versioni: scatolata, con il gioco che risiede su ben 4 DVD, e digitale, scaricabile da Steam.

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Avendo il gioco in versione scatolata, ho patito non poco durante l’installazione. Principalmente perché non sono più abituato ai supporti ottici (ognuno contiene circa 9 GB di file compressi) e, poi, proprio perché l’installazione è troppo lunga, richiedendo anche più di un’ora per essere portata a termine. È vero che dopo questa procedura non si toccano più i DVD e, come detto, il gioco ha tempi di caricamento praticamente nulli.

Rockstar alla fine ha accettato di avere un’installazione così lunga soprattutto per avere delle texture con una risoluzione veramente più alta rispetto a quelle utilizzate nelle versioni console. Troppo spesso con i giochi PC capita di trovare delle texture che sono semplicemente dei porting rispetto alle controparti console. Nella versione PC di Max Payne 3, invece, sono estremamente rifinite, realistiche e facili da gestire per il motore grafico.

Rispetto alle versioni console, dunque, su PC abbiamo texture più rifinite, un anti-aliasing notevolmente migliore e un frame rate più stabile, che su configurazioni di medio livello rimane stabile sui 60 frame per secondo. Se su Xbox 360 abbiamo, ad esempio, una tecnologia FXAA di base per la gestione dell’anti-aliasing, su PC si può assistere a un anti-aliasing più preciso grazie alla combinazione di FXAA e antialias multisample 2x, 4x e 8x.

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FXAA Molto Alto abilitato
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4x MSAA abilitato

Però l’abilitazione dell’anti-aliasing di livello così alto non è sempre possibile, e rimane dipendente dalla configurazione hardware a disposizione. Su PC dotato di processore Intel i5 750, AMD Radeon HD 6950 e 4 GB di RAM si mantengono i 60 fps (fondamentali soprattutto in multiplayer) fino all’antialias multisample 2x, mentre passando al 4x si ottengono rallentamenti anche con macchine notevolmente più performanti come Core i7 a 3.33GHz e GeForce 680GTX. Abilitare un dettaglio grafico così alto comporta anche la perdita di qualche frame soprattutto durante le sequenze di intermezzo, perché sono dei momenti in cui il sistema viene messo notevolmente sotto sforzo in quanto, oltre a calcolare la grafica, deve caricare il livello di gioco successivo.

L’anti-aliasing è una delle funzioni che richiedono il maggiore sforzo al sistema, soprattutto nel caso dell’antialising di tipo MSAA. Disabilitare quest’ultimo e utilizzare il semplice FXAA consente di raddoppiare le prestazioni, anche se si perde in qualità nello smussamento dei contorni. FXAA, che ricordiamo essere una tecnica allestita da Nvidia, si applica inoltre alle texture trasparenti, che stanno diventando sempre più utilizzate nei videogiochi moderni. In definitiva, per abilitare l’MSAA senza perdita di prestazioni occorre avere una GPU con oltre 1 GB di memoria.

Lo Screen Space Ambient Occlusion (SSAO) che c’è su console, inoltre, su PC viene surclassato dall’High-Definition Ambient Occlusion (HDAO), che è una versione gemella della precedente e che appare per la prima volta in un videogioco per PC. L’occlusione ambientale è un modello di illuminazione che approssima la quantità di luce che raggiunge un punto su un’ampia superficie in funzione degli oggetti che bloccano i raggi di luce. Contribuisce così a dare la sensazione della profondità, della curvatura e della prossimità.

Su PC si può poi configurare la qualità delle riflessioni e delle superfici liquide, oltre che delle ombre. Abilitando i filtri di ombreggiatura delle DirectX 10 o 11, inoltre, si ottengono ombre di tipo soft, più realistiche, mentre in DirectX 9 il gioco palesa qualche scalettatura di troppo per le ombre. Anche il filtro per le texture è configurabile, visto che si può disabilitare o impostare fino alla qualità di 16x (Filtro Anisotropico).

Tassellazione

Max Payne 3 è ottimizzato anche per sfruttare il path DirectX 11, tassellazione compresa. Si può giocare anche con configurazioni multimonitor e dispone di supporto al 3D stereoscopico tramite Nvidia 3D Vision. In quest’ultimo caso, però, occorre venire a patto con il dettaglio grafico, a meno che non si disponga di un PC in configurazione multi-GPU. Si consiglia, pertando, di ridurre l’occlusione ambientale al preset SSAO e di disattivare l’MSAA.

Max Payne 3 usa la tassellazione delle DirectX 11 per ottenere il migliore compromesso tra livello di dettaglio e uso della memoria, oltre che per ridurre le dimensioni dei contenuti che si trovano sui dischi per l’installazione. A differenza delle altre tecniche per il miglioramento del dettaglio, come normal mapping e parallax mapping, il dettaglio aggiunto tramite tassellazione è reale. Nuovi triangoli, infatti, vengono generati dinamicamente dalla GPU per ogni frame, e per questo si contiene lo spazio impiegato in termini di memoria e di materiale su disco.

La tassellazione ammorbidisce i bordi più netti dei modelli poligonali per dare alle immagini di gioco un aspetto più realistico. In Max Payne 3 si può notare la tecnica di tassellazione solamente sui personaggi e sui veicoli: non è dunque a pieno schermo e non è nettamente evidente, ma a questo ormai i giocatori PC sono abituati. È comunque una tecnica benvoluta perché consente di ottimizzare il processo di rendering delle immagini e di migliorare le prestazioni, senza rinunciare al dettaglio, anzi, seppur leggermente, incrementandolo. Si nota soprattutto sui modelli poligonali dei personaggi e sui volti, in particolare in quello di Max.

Max Payne 3 impiega una tecnica di tassellazione definita Phong Tessellation. Si basa sul Phong shading, tecnica sviluppata da Bui Tuong Phong presso l’Università dello Utah, che si riferisce a una procedura di interpolazione incentrata sull’offuscamento delle superfici.

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Normalmente negli spazi interni dei poligoni rimangono artefatti se la superficie dell’oggetto geometrico non è liscia. Usare una rappresentazione di alta qualità della superficie liscia non consente di avere un miglioramento significativo in caso di ombreggiatura dell’oggetto, mentre l’interpolazione e l’illuminazione di tipo Phong forniscono una complessità visiva realistica.

La tassellazione Phong è una versione geometrica dell’interpolazione e l’illuminazione di tipo Phong che si pone due obiettivi principali mentre cerca di rimuovere gli artefatti negli oggetti poligonali: produrre geometrie liscie in modo da evitare gli artefatti, cercando di creare queste geometrie impiegando il minor numero di operazioni possibile. Stiamo parlando, infatti, di una piccola porzione di tutta l’immagine, che chiaramente richiede un ulteriore sforzo a CPU e GPU, che quindi devono essere liberate il più velocemente possibile da questo onere.

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Phong Tessellation disabilitata
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Phong Tessellation abilitata

Sempre restando nel discorso DirectX 11, il motore grafico di Max Payne 3 usa Compute Shaders per offrire effetti di occlusione ambientale di alto livello e con grande precisione oltre che il motion blur. Hull, Tassellazione e Domain Shader garantiscono, invece, la curvatura e la deformazione dei modelli poligonali dei personaggi e dei veicoli. La tecnologia gestisce anche effetti di profondità di campo e di tipo Bokeh, mentre il sistema di ‘self-managed resources’ delle DirectX 11 consente di ottimizzare l’uso della memoria.

Fin qui la teoria, ma adesso passiamo alla pratica. Abbiamo cercato di catturare le differenze nella qualità delle immagini tra la versione DirectX 11 del gioco con Tassellazione attivata e tra la versione DirectX 11 con Tassellazione disattivata. Poi abbiamo confrontato queste immagini con la versione di Max Payne 3 in DirectX 9 senza Tassellazione e SSAO (ovviamente non possibili con il path DX 9).

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Come potete vedere voi stessi, non è possibile notare miglioramenti nella grafica tra i vari casi, se non una leggera ottimizzazione nel caso di bordi poco rifiniti. Tutto questo con immagini statiche, mentre in movimento non è assolutamente possibile avere esperienza delle differenze. Non c’è inoltre nemmeno un vantaggio prestazionale, visto che, su hardware con Intel i5 750, AMD Radeon HD 6950 e 4 GB di RAM, il gioco gira a 60 fps con path DX 9 abilitato e a circa 40 fps di media con path DX 11 abilitato.

Conclusioni

Scottati dall’esperienza avuta con Grand Theft Auto IV, i giocatori PC si sono avvicinati con qualche timore a questo nuovo impiego della tecnologia RAGE su PC. Max Payne 3 è invece un gioco fluido sulla maggior parte delle configurazioni, riuscendo quasi sempre a tenere i 60 frame per secondo. Vanta anche tutta una serie di ottimizzazioni al sistema di controllo e alla grafica, con il supporto alle DirectX 11 che si traduce soprattutto in un uso diffuso, anche se non sempre facilmente visibile, della Tassellazione.

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Se Max Payne 3 non offre una grafica dettagliata poligonalmente come Crysis 2 o Battlefield 3, si fa notare per le ottime meccaniche di gioco e per l’implementazione del sistema euphoria che garantisce l’interazione tra modelli poligonali e scenario. Rockstar non ha voluto rinunciare alla visuale in terza persona storica di Max Payne, ma ha ritenuto altresì indispensabile avere la precisione nella mira che si ha in un gioco in terza persona, con grandi risultati soprattutto per il multiplayer. Avere Max sempre su schermo rafforza il legame che ha il giocatore con il personaggio, che però può sempre comportarsi in maniera tattica, sfruttando le straordinarie abilità di Max Payne.

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Il risultato è che il giocatore è veramente chiamato a schivare le pallottole e, per farlo, ha tutta una serie di strumenti a disposizione. Può sfruttare le staordinarie animazioni di Max Payne, l’interazione con gli scenari e le coperture, e quindi organizzare ogni attacco in maniera sempre differente. Tutto questo ritorna anche nel multiplayer, confermando Max Payne 3 come uno dei migliori sparatutto in terza persona dal punto di vista della precisione del sistema di gestione della balistica e della mira.

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Come abbiamo detto, il segreto di Max Payne 3 sono le nuove meccaniche di fuoco e le animazioni, che riescono a dare al giocatore la sensazione di grande reattività e precisione, pur mantenendo la prospettiva in terza persona.

Chiaramente il giudizio complessivo sul gioco non può non tenere conto di altri limiti, per esempio in relazione alla storia, ma la natura tecnica di questo articolo non ci permette di trattare questi argomenti, che abbiamo comunque già diffusamente affrontato in occasione della nostra recensione di Max Payne 3, che trovate in calce.


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