Titanfall - Entrevista sobre a tecnologia
O Digital Foundry fala com o Respawn sobre a nuvem, a beta, a atualização do dia de lançamento e mais.
Na semana passada, a Electronic Arts contactou-nos para saber se estaríamos interessados em falar com Richard Baker, engenheiro principal no Respawn, para discutir os elementos mais técnicos sobre o novo gigante dos videojogos, Titanfal. É o tipo de oportunidade que não podemos ignorar e as razões são óbvias, mas também para falar sobre os principais problemas tecnológicos, esta foi uma oportunidade para descobrir o que aconteceu nos bastidores de um maiores eventos do ano nos videojogos - o lançamento da beta de Titanfall. A nossa visão de um centro de rede inundado de dados acabou por ser um elemento da vigilância do estúdio - o Respawn estava literalmente a ver as pessoas a jogarem a sua beta com um uso inesperado de uma recente revolução nos videojogos.
"A maioria dos tipo aqui estavam a ver muita Twitch TV, a ver as expressões das várias pessoas que estavam a fazer streaming enquanto jogavam a beta, a ver o que diziam, o que faziam," disse-nos Baker. "É fixe, verem a primeira vez que jogaram o jogo. E muitas pessoas estavam a fazer streaming, foi uma experiência diferente - por vezes as pessoas fazem coisas que não esperas."
É uma ideia interessante - observação direta de um vasto número de pessoas a jogar o teu jogo, completo com opiniões em tempo real de mais espectadores. Mas além da reação da audiência, este foi um teste de stress tecnológico - uma maneira de testar o sistema na nuvem Azure da Microsoft.
"Tínhamos gráficos sobre quantas pessoas estavam a jogar nas diferentes regiões, o que foi divertido de ver, tentar aumentar o número de jogadores mas não muito rápido - é uma mistura interessante. Foi entusiasmante ver os gráficos, olhar para o matchmaking no PC. Penso que vamos mudar muito na forma como funciona o matchmaking para tentar que os jogos sejam mais aproximados...Ainda estamos a trabalhar nisso, espero que esteja pronto para o lançamento, e vamos continuar a melhor após o lançamento."
É uma nova era nos videojogos. A ubiquidade de uma atualização no dia de lançamento reduziu a importância do disco dourado, e no caso de Titanfall - um jogo que apenas pode ser jogado online - alguns podem questionar até se o jogo estava terminado no sentido convencional. Ficamos cépticos sobre o período muito pequeno entre a fim da beta e o aparente completar do jogo. Até que ponto poderia ser o jogo ajustado e melhorado baseado na quantidade enorme de feedback que a beta gerou? Baker reconhece que a beta serviu como uma demo para o jogo - uma amostra para aumentar o interesse - e como meio para testar o código, mas assinala que um vasto número de mudanças foram feitas consoante a necessidade.
"Quanto os servidores, fazíamos alterações várias vezes ao dia. Pode não soar como muito tempo mas fomos capazes de responder às pessoas que estavam a martelar os servidores. "E a capacidade de adaptação...problemas de estabilidade também - sempre que existe um problema num servidor, envia um email para a companhia para descobrir porque o servidor foi abaixo...tudo isso arranja-se muito rápido. Resolvemos centenas de problemas na beta."
"A maioria do pessoal aqui estava a ver Twitch TV, vendo as expressões de várias pessoas que estavam a fazer streaming enquanto jogavam a beta, a ver o que diziam, a ver o que faziam."
O que tornou a situação única foi esta ser a primeira vez que a plataforma Azure da Microsoft foi realmente testada para jogos. O estúdio não faz grandes aclamações sobre a nuvem como um portão para um nirvana na nova geração ("Acaba por ser apenas uma quantidade de capacidade de computador. Podes fazer tudo com a nuvem que podes fazer com muitos computadores," diz Baker) mas é uma abordagem altamente inovadora para corrigir problemas na infraestrutura do multi-jogador que pode abrir a porta a um leque maior de estúdios.
Ao invés de comprar servidores dedicado, Titanfall acede à existente rede na nuvem da Microsoft, os servidores arrancam consoante a procura. Quando ela não existe, esses mesmos servidores servem os existentes consumidores Azure. No lado do cliente, Titanfall apresenta uma experiência ao estilo servidor dedicado como outro qualquer mas da perspetiva do estúdio e editora, as questões financeiras para lançar um ambicioso jogo online mudam radicalmente.
"A maior coisa é permitir às pessoas arriscar um pouco mais. No passado terias um jogo onde ficarias tipo, 'OK, temos um jogo e pensamos que vamos ter 10 milhões a jogar no primeiro dia,' e compras alguns servidores para o primeiro dia...Precisas ter muitos servidores disponíveis para tornar o jogo super popular e, se não acontecer, perdes muito dinheiro. No lado oposto, se não tens muitos servidores no primeiro dia estás tramado...Agora ninguém quer comprar servidores só porque podem ter muito sucesso."
Titanfall pode muito bem ser um dos mais badalados e bem financiados jogos de 2014, mas as implicações aqui intrigam - estúdios mais pequenos podem entrar na infraestrutura Azure sem enfrentar o enorme fardo financeiro de comprar uma rede de servidores para cobertura mundial. Código de servidor personalizado criado pelo estúdio corre no Azure, e pode ser programado para fazer tudo. No caso de Respawn, é um servidor dedicado, com enfeites - por exemplo, correr os drones IA que povoam os níveis. Existe potencial para mais, e um rede madura para que possa acontecer. Talvez a maior revolução da nuvem da Microsoft não sejam gráficos revolucionários, mas antes acessibilidade. A única questão é quantos recursos GPU são dados aos estúdios - será que o Respawn precisou puxar pela Microsoft para ter funcionalidades que simplesmente não existiam lá?
"Estávamos basicamente a usar servidores locais enquanto desenvolvíamos. Queremos sempre mais CPU portanto havia um pouco de conversa com a Microsoft para ter mais CPU e para arrancar os servidores mais rápido," diz Baker.
O Respawn baseou Titanfall no motor Source, mas foi reconstruído de raíz. Na nossa anterior entrevista com o Respawn, o produtor Drew McCoy disse que "Detesto dizer que é o Source Engine" porque mudou tanta coisa. Da nossa experiência com a beta, vimos uma peça de tecnologia transformada significativamente. O Source nunca apresentou boa gestão de filamentos, e não havia suporte DirectX 11. Mais do que isso, a tecnologia simplesmente não foi construída para o tipo de ultra-baixa latência na resposta que a anterior equipa do Infinity Ward exige para ter um shooter satisfatório.
"Obivamente é 64-bit e foi convertido para DX11 e parte da conversão deu-nos a oportunidade para voltar a arquitetar o motor e o tornar mais como queríamos que fosse em termos de memória," diz Baker.
"Muito do trabalho foi para que se tornasse capaz de multi-tarefas. O motor Source original tinha um filamento principal que construía um buffer de comando para o filamento da renderização e havia um fotograma de atraso. Mudamos isso para que o motor encadeie comandos vindos do buffer assim que sejam feitos - no melhor dos casos, livra-se de um fotograma de latência. E depois quase todos os sistemas tornaram-se multi-filamentos atualmente. A rede é multi-filamentos, a simulação de partículas também. A animação também o é - poderia continuar por aqui fora. O culling, o reunir de objetos que vamos renderizar é multi-filamentos. Abrange quantos núcleos tiveres."
A chegada da API Mantle da AMD colocou muito foco na API do DirectX 11 e sobrecarga nos drivers, e a solução do estúdio para isto é simples o suficiente e realça que este foi um problema com o qual os programadores tiveram que trabalhar.
"Atualmente corre para que deixa um discreto núcleo livre para que o DX e a driver possam deixar a CPU fazer o que tem a fazer. Originalmente estávamos a usar todos os núcleos disponíveis - até oito num PC tradicional. Estávamos a lutar com a driver que queria usar a CPU sempre que precisasse por isso tivemos que deixar um núcleo para a driver fazer as suas tarefas."
Seguindo em frente, a jornada para colocar em paralelo os sistemas do jogo continua - a renderização de partículas terá o tratamento multi-filamentos, enquanto o código de físicas será visto novamente para ter melhor sincronização por vários núcleos. Vamos ver uma luta interessante mais à frente no espaço PC - a pura taxa de transferência por núcleo da Intel contra a abordagem de vários núcleos aclamada pela AMD. Baker acredita que jogos desenvolvidos com a Xbox One, PS4 e PC em mente irão mostrar que otimizações nas consolas resultam em melhor performance no PC.
"Originalmente não estávamos a planear uma versão XO. Estou certo que ter uma versão XO tornou a nossa versão PC muito melhor - justificou o esforço na passagem para DX11 e até os 64-bit. "Penso que isso vai continuar no futuro. As gráficas de topo serão sempre capazes de mais, mas muitos dos gargalos - especialmente no PC - são mais na CPU e com o DX11 tens a GPU a fazer muito mais do que a CPU fazia anteriormente."
Baker cita a tecnologia de shader computacional, apresentando uma lista de exemplos nos quais as tarefas que tradicionalmente correm na CPU correm antes do equipamento gráfico através do DirectCompute. Tendo em conta a falta de motores apenas DX11 que havia antes de chegarem as novas consolas, a transição para a API mais recente é bem-vinda, e mesmo gráficas compatíveis com DX11 mais antigas devem beneficiar com isto. Mas Titanfall também vê uma área na qual a vasta memória unificada das consolas talvez possa ter implicações na experiência PC. Na sua definição very high, a definição de texturas "insano" da beta de Titanfall afetava a performance em qualquer GPU com menos de 3GB de RAM. Então o que se passou aqui? Será que o "insano" significava algo realmente louco, como correr com bens sem qualquer compressão?
"Não, temos muitas texturas em alta resolução. Falamos muito sobre ter algum tipo de suporte para mega-textura ou streamin mas é um jogo multi, começas em qualquer lado, moves-te rapidamente. Se adicionássemos streaming, poderíamos usar menos RAM para a mesma qualidade visual - se ficasses parado a olhar na mesma direção. Mas tendo em conta que estás a movimentar-te, a correr pelas paredes e a saltar por janelas a todo o tempo, não tínhamos muita confiança no streaming de texturas sem atrasar muito as texturas."
Na beta, aumentar a qualidade de textura para insano numa gráfica de 2GB resultava em enormes problemas de "swapping", a performance era reduzida consoante os dados das texturas trocavam entre DDR3 do sistema e RAM GPU.
"No jogo de venda mudamos isso um pouco - essas texturas têm várias resoluções. Na neta, se baixavas um nível abaixo de insano, todas as texturas teriam um quarto de resolução."
Outra preocupação na performance foi abordada apenas com o espaço no disco - a instalação de 48GB tem perto de 35GB de áudio não compresso. A maioria dos jogos usa ficheiros de som comprimidos, mas o estúdio optou aqui por gastar tempo de CPU a correr o jogo ao invés de desempacotar os ficheiros áudio na hora. Isto não é um problema na XO - e não seria na PS4, na teoria - pois as novas consolas têm motores media internos para gerir áudio compresso.
"Num PC melhor não seria problema. Num PC médio ou moderado, não seria problema, é numa máquina de dois núcleos onde estão as nossas definições mínimas, onde não iríamos dedicar esses recursos ao áudio."
Transferência opcional seria a nossa preferência, mas a filosofia do estúdio parece ser manter tudo o mais leve possível para servir a gameplay. Titanfall não tem o mesmo tipo de processamento avançado de áudio que BF4 ou Killzone: Shadow Fall. Não abraça soluções de iluminação diferidas que são computacionalmente dispendiosas. O foco é completamente diferente: a chave para o lema da firma é perseguir controlos de baixa latência, o melhor 'cumprimento de mão' entre jogador e jogo.
"As pessoas tendem a trocar um pouco mais de qualidade visual por mais latência. Parece que todos querem desistir da gameplay por gráficos ligeiramente melhores - especialmente nos jogos PS3, existiria uma cadeia de renderização mesmo longa."
"Definitivamente temos uma tendência para fazer com que o fotograma surja o mais cedo possível. Atualmente mudamos a forma como a estrutura de rede funciona para que os comandos tenham menos latência. E mudamos a forma como o filamento principal e o filamento de renderização funcionam para haver menos latência na renderização. Se chegarmos a 60Hz sólidos terá uma resposta muito boa. Esperamos que todos o façam e os jogos serão muito mais divertidos."
"Em termos ideias estaria sólido a 60fps a todo o tempo no lançamento...ainda estamos a trabalhar para condensar os sistemas, para que fiquem mais paralelos para chegarmos aos 60 a todo o tempo, em termos ideais."
Titanfall pode já ter sido enviado para as lojas mas segundo o estúdio, ainda está a ser melhorado. Os sistemas continuarão a ser otimizados, para melhorar a performance geral esperamos, enquanto poderão haver alterações as opções disponíveis aos jogadores PC - atualmente apenas anti-aliasing por equipamento é suportado, mas FXAA poderá ser incluída para quem os recursos GPU são limitados. Mesmo os que tem GPUs de topo poderão ser beneficiados - por exemplo, ao correr a 4K.
O Respawn também fala sobre o que soa como extensivas otimizações na XO, incluindo uma revisão para a resolução nativa de 1408x792 na consola Microsoft.
"Temos testado aumentando e baixando. Um dos maiores truques é quanta ESRAM usarás, portanto estamos a pensar em não usar MSAA por equipamento usando ao invés disso FXAA para não termos este alvo de renderização maior," diz Baker. "Vamos testar. O alvo é 1080p sem anti-aliasing ou 900p com FXAA. Vamos tentar otimizar...não queremos abdicar de nada em troca de maior resolução. Até agora não estamos contentes a 100% com qualquer uma das opções. Ainda estamos a trabalhar nisso. Para o lançamento nada vai mudar. Ainda olhamos para isto como algo para depois do lançamento. Provavelmente vamos aumentar a resolução depois."
O uso de 2x multi-sampling anti-aliasing é certo para o arranque do código XO, e estão prometidas otimizações GPU para performance mais suave na consola. Como a nossa análise à beta indicou, existe um longo caminho para lá chegar - o rácio de fotogramas de Titanfall claramente falha quando temos ação mais intensa, que é onde o rácio de fotogramas mais alto é realmente preciso na nossa opinião .
"Muita da performance está na GPU. Existe espaço para otimização e estamos a trabalhar nisso. Em tela ideais teríamos 60 sólidos a todo o tempo quando o lançamos mas obviamente quando decorrem grandes lutas, muitas partículas, muitos objetos com físicas...ainda estamos a tentar condensar os sistemas, tornando-os mais paralelos para chegarmos aos 60 a todo o tempo, em termos ideais."
A resolução 792p e as quedas no rácio de fotogramas precisam ser questionadas - novamente - o poder da arquitetura da consola XO. A GPU - baseada na componente Bonaire da AMD - parece ficar aquém do tipo de performance que esperávamos da arquitetura, deixando-nos a pensar se a ESRAM personalizada está a ser mais problemática do que deveria.
"Estamos a tentar inserir o máximo de confiança possível. É mais uma coisa que tens que gerir mas se deixa o teu jogo a correr melhor é melhor do que não ter, obviamente," diz Baker. "Fizemos alterações - se os mapas de sombras devem estar ali, se é melhor ter mais alvos de renderização, se algumas das texturas que usamos mais deveriam estar ali. Brincamos muito com ele e ajuda mesmo a performance por isso se não estivesse lá seria mau [risos]."
É sabido que a Microsoft está a tentar libertar preciosos recursos gráficos. No amo passado, os arquitetos da XO disseram-nos que a fatia de tempo GPU - a quantidade de tempo de processamento reservada pelo sistema operativo para elementos como o Kinect - estais disponível aos criadores de jogos. O Respawn confirma que isto ainda não aconteceu.
"A Microsoft está a apoiar imenso Titanfall para aumentar as vendas da Xbox Pne. A consola foi atualizada duas vezes a pensar no lançamento do jogo e finalmente temos disponível a transmissão Twitch."
"Estavam a falar sobre ficar disponível no lançamento e penso que houveram problemas na forma como iria funcionar. Não está disponível no lançamento mas sem dúvidas vamos tirar proveito disso se derem isso como hipótese. E o plano é criarem uma opção, para que quando for visível o ativemos para o nosso jogo e devemos conseguir aumentar a resolução em concordância ."
No futuro imediato, existe uma atualização no dia de lançamento, e apesar de ser improvável vermos muita melhoria perceptível sobre a beta XO, o PC recebeu alguns ajustes interessantes.
"Reposicionamos a memória de vídeo, para que placas de vídeo com menos memória a aparente qualidade das texturas seja maior. Para as armas usos mapas normais de maior resolução e para a geometria do mundo usamos mapas de cor de maior resolução...que tendem a ter melhor equilíbrio. Ajustamos algumas das definições automáticas para que o jogo tenha melhor aspeto em vários tipos de placas de vídeo," explica Baker, antes de revelar que um grande modo de jogo ausente no lançamento chegará em breve.
"O foco principal foram os problemas com os servidores, mesmo até no cliente, a resolver bloqueios. Após o lançamento, todos recebem atualizações por isso vamos continuar a adicionar funcionalidades. O jogo sai sem suporte para jogos privados mas está a funcionar aqui e será introduzido assim que pudermos e iremos continuar a adicionar quaisquer funcionalidades pedidas pela comunidade."
Com o final da sessão com Baker perto do fim, é hora de falar sobre o grande mistério. O que se passa com a versão 360? Queríamos saber sobre a resolução, rácio de fotogramas e paridade de funcionalidades. A duas semanas do lançamento ainda ninguém viu o jogo.
"Sim, temos jogado quase todos os dias. O Bluepoint está a cargo do desenvolvimento e quase nem lhe tocamos, deixamos que tomem as suas decisões técnicas," diz ele. "Parece estar muito aproximado em termos de paridade de funcionalidades e ainda estão a trabalhar para aumentar o rácio de fotogramas. Não tenho a certeza quanto á resolução ..."
E nesse momento, o nosso silencioso vigia da EA diz: "Não há muito mais que possamos dizer."
Cortando a meio, Baker dá um ultimo comentário antes de terminar a entrevista: "Está melhor a cada novo dia."