Starfields : un tas géant de 20 000 pommes de terre, expliqué par les développeurs du jeu – IGN
La semaine dernière, un joueur de Starfield ont fourré 20 000 pommes de terre dans le cockpit de leur navire, puis a tenté de fermer la porte. Le clip est devenu viral, avec des réactions émerveillées de la part des joueurs et des développeurs de jeux.
Mais nous n’avons pas seulement été impressionnés par l’audace de quelqu’un qui s’est donné la peine de récolter autant de pommes de terre. John Linneman de Digital Foundry a qualifié le clip d’époustouflant car toutes les pommes de terre ont de la physique. Mais qu’est-ce que cela signifie pour quelque chose d’avoir de la physique ? Pourquoi tout le monde s’inquiète-t-il autant d’un tas de 20 000 pommes de terre qui tombent dans un jeu sur le rôle d’un explorateur spatial sympa ?
Nous avons parlé à un certain nombre de développeurs de jeux pour avoir leur avis sur ce qui se passe réellement dans le clip de pommes de terre, pourquoi davantage de jeux ne permettent pas aux joueurs de faire ce genre de choses et si 20 000 pommes de terre qui tombent sont vraiment aussi impressionnantes qu’il y paraît.
20 000 pommes de terre sous le moteur
Nikita Luzhanskyi, développeur Unreal Engine chez Pingle Studio, m’a donné un aperçu détaillé de ce qui se passe lorsque deux objets entrent en collision dans un jeu. En voici la version de base super duper : dans la vraie vie, où la physique se produit simplement à tout moment. Mais dans les espaces virtuels, les ordinateurs mettent du temps à calculer toute la physique qui se produit sur tous les objets à une seconde donnée. Ainsi, plus vous ajoutez de pommes de terre (ou autre) au mélange, plus de calculs doivent être effectués et plus les choses deviennent complexes.
Quand ils disent qu’un jeu a 60 images par seconde, cela signifie qu’en une seconde, le moteur du jeu doit traiter les données d’entrée du joueur, les appliquer au monde du jeu, calculer l’interaction des objets et des systèmes dans le jeu et restituer l’image sur le écran, explique Luzhanskyi. Et il doit faire tout cela soixante fois par seconde. Lorsque nous parlons de l’interaction physique des objets dans le monde du jeu, nous devons toujours nous rappeler que plus il y a d’objets, plus le moteur doit effectuer de vérifications pour obtenir le résultat de l’interaction. Mais c’est une arme à double tranchant. D’une part, nous voulons obtenir le résultat le plus réaliste, ce qui nécessitera beaucoup de calculs, mais d’autre part, nous sommes limités par la fréquence d’images car si nous dépassons la limite supérieure, le jeu commencera à ralentir vers le bas et les joueurs n’aiment pas ça.
Luzhanskyi poursuit en expliquant que, comme les ordinateurs fonctionnent avec des intervalles de temps, ou des ticks de processeur, il est nécessaire d’utiliser plusieurs algorithmes pour calculer le mouvement d’un objet entre ces ticks, chaque objet se déplaçant sur une petite distance à chaque intervalle en fonction de facteurs tels que l’accélération. vitesse et collisions possibles.
Pour des milliers d’objets en un seul tick, vous devez calculer la position de chacun d’eux, pour chaque paire d’objets, vérifier s’ils se croisent et, si c’est le cas, pousser l’un hors de l’autre. Cependant, si un objet a été poussé hors d’un autre, il n’y a aucune garantie qu’une fois poussé, il ne se retrouvera pas dans un autre objet, vous devez donc vérifier plusieurs fois l’intersection entre les objets. Pour cette raison, il s’avère que pour obtenir une collision réaliste de centaines et de milliers d’objets, il est nécessaire d’écrire du code qui fonctionnerait assez rapidement et produirait une image réaliste dans une seule image.
L’explication de Luzhanskyi pour moi était encore plus complexe que cela, et j’ai essayé de la simplifier pour cet article, mais si vous en avez besoin d’une encore plus simple, c’est parti : Plus de pommes de terre = plus de mathématiques par seconde = plus de puissance moteur et informatique nécessaire. Et il faut les deux. Luzhanskyi note que même si cela dépend en grande partie de la puissance de calcul d’un PC ou d’une console individuelle, les moteurs de jeu modernes font beaucoup de travail de leur côté pour générer des simulations physiques réalistes. Et il ajoute qu’il faut beaucoup de travail de développement pour affiner ces moteurs afin d’obtenir le résultat souhaité, en particulier dans une situation comme celle-ci où très peu de joueurs sont susceptibles de rencontrer la situation exacte.
Qu’est ce qui pourrait aller mal?
Nous avons donc 20 000 pommes de terre individuelles dans un gros tas, toutes s’écrasant les unes contre les autres, contre le sol et contre une porte qui bouge. Cela signifie que si l’un des calculs décrits par Luzhanskyi est trop lent, ou erroné d’une manière ou d’une autre, alors tout à coup, les 20 000 pommes de terre font des problèmes physiques étranges et amusants. Mais c’est là que réside l’éclat du clip de Starfield. Les pommes de terre pourraient exploser, ou s’envoler dans l’espace, ou vibrer rapidement, ou avoir un autre comportement non semblable à celui d’une pomme de terre. Mais au lieu de cela, ils tournent doucement comme des pommes de terre.
C’est impressionnant car même si beaucoup de ces pommes de terre semblent stationnaires, elles simuleront toutes la physique à tout moment, explique Liam Tart, artiste principal chez Unknown Worlds. Traditionnellement, de nombreux objets physiques très proches les uns des autres devraient provoquer beaucoup de «rebonds» lorsque chaque pomme de terre entre en collision avec la pomme de terre à côté, donc je m’attendrais à ce que toutes les pommes de terre sautent et vacillent légèrement. Cependant, ils semblent très immobiles et ne bougent que lorsque la porte s’ouvre. C’est également assez impressionnant d’avoir plus de 20 000 pommes de terre simulées en même temps, sans que le framerate ne baisse de manière substantielle.
Megan Fox, fondatrice de Glass Bottom Games, a été particulièrement époustouflée par le tas géant de pommes de terre et m’a aidée à comprendre toutes les différentes choses qui auraient pu mal tourner ici. S’adressant à IGN, Fox commence par m’expliquer la différence entre la physique du CPU et le GPU ; en bref, la physique du processeur fonctionne sur votre ordinateur et est généralement meilleure pour les simulations plus interactives où le joueur est impliqué. La physique du GPU, en revanche, fonctionne sur la carte graphique et a tendance à être meilleure pour les choses autonomes qui ont juste besoin d’avoir l’air cool, comme la physique des particules sophistiquées ou les gouttes de pluie. Il est plus facile d’avoir beaucoup de physique GPU en même temps, car ils n’ont (pour la plupart) pas besoin d’interagir avec d’autres choses. Mais la physique des processeurs est plus difficile à réaliser à grande échelle.
C’est pourquoi 20 000 pommes de terre empilées dans un jeu Bethesda pourraient facilement tourner mal : toutes les 20 000 pommes de terre doivent utiliser la physique du processeur, car Bethesda se soucie réellement des pommes de terre, dit Fox.
Les pommes de terre peuvent perturber les mouvements des joueurs, explique-t-elle. Les pommes de terre peuvent bloquer vos mouvements. Il est important que vous sachiez toujours exactement où se trouve chaque pomme de terre, afin que vous puissiez pointer la caméra vers elle et afficher la petite interface utilisateur contextuelle indiquant Pomme de terre.
Havok Physics, que Starfield utilise pour son moteur physique, a toujours été particulièrement efficace dans les simulations physiques du processeur, et particulièrement dans ce qu’on appelle la dépénétration, selon Fox. La dépentration, explique-t-elle, est ce qui se produit lorsque vous prenez une pomme de terre, puis que vous en faites apparaître une autre exactement au même endroit. Si la dépénétration est bonne, la deuxième pomme de terre apparaît proprement et reste au bon endroit. Mais une mauvaise dépénétration peut entraîner des explosions de collisions, ou lorsque les pommes de terre prennent soudainement une vitesse infinie instantanée et se jettent comme des poprocks.
Un bon comportement d’empilement, poursuit Fox, nécessite que de nombreux éléments différents travaillent ensemble au sein d’une simulation physique puissante pour garantir que le simulateur sache exactement quoi faire avec 20 000 pommes de terre.
Le problème est que, tout le temps dans une pile, tout s’enfonce légèrement les uns dans les autres. La boîte du dessus, chaque image, s’enfoncera (très légèrement) dans l’objet sur lequel elle repose, en raison de la gravité. À chaque image, vous corrigez ensuite la collision, de sorte qu’elle reste sur le dessus de la boîte, et personne n’en est plus sage, dit Fox. Mais si votre moteur physique a une dépénétration de merde, eh bien, vous n’obtiendrez probablement pas toujours un résultat parfaitement fluide. Cela ajoutera un peu de force supplémentaire. Imaginez maintenant que vous ayez 10 000 pommes de terre entassées ensemble, et vous pouvez imaginer à quel point le tout pourrait commencer à ressembler à un tas de grains de pop-corn éclatants, n’est-ce pas ?
Fondamentalement, dit Fox, il semble que Havok soit vraiment très doué pour faire interagir de nombreux objets comme celui-ci. Elle ajoute que la plupart des simulations CPU avec lesquelles elle a l’habitude de travailler fondraient s’il y avait autant de pommes de terre au même endroit, ce qui signifie qu’il s’agit soit d’une version plus récente ou meilleure de Havok que celle à laquelle elle est habituée, ou peut-être qu’il n’y a pas du tout 20 000 pommes de terre là-bas !
Attends quoi?
Une partie de Fox et de ma discussion sur le sujet s’est déroulée sur le site de médias sociaux Bluesky. Pendant que cela se passait, Dan Johnson, concepteur de jeux senior au studio de développement indépendant Big Blue Sky Games, a répondu avec une observation intéressante: c’est quoi ces gros morceaux ?
Le moteur consolide-t-il les pommes de terre sous la surface ? il demande. Le joueur a-t-il grossi la pile avec des sacs ou quelque chose comme ça pour ne pas avoir besoin d’autant de pommes de terre ? Nous avons besoin d’une enquête.
Fox ne pense pas à ses sacs, car la texture est identique à celle des pommes de terre, mais n’a pas non plus de bonne réponse sur ce que font les morceaux géants. [It] je me demande si, oui, le moteur effectue une sorte de regroupement étrange d’objets proches. Mais pourquoi voudriez-vous que votre moteur fasse cela ? Cela ne serait pertinent que dans les cas où les joueurs perdraient 3 000 d’un objet spécifique. Qu’est-ce qui est rare ? Ce serait très, très drôle si Bethesda incluait une optimisation de cas spécifique pour le bébé-homme idiot qui décide de déposer 30 000 meules de fromage au même endroit. J’adorerais que ce soit ce qui se passe ici.
Sphères de deux minutes
Alors que Fox, Johnson, Tart et Luzhanskyi étaient tous au moins dûment impressionnés par la physique de la pomme de terre de Starfield, Alex Ward, Alex Veal et Phil Maguire étaient un peu moins frappés par les étoiles. Tous les trois travaillent chez Three Fields Entertainment Limited, le studio derrière Dangerous Golf et le prochain simulateur de conduite en monde ouvert Wreckreation. Leur historique de travail explique peut-être pourquoi un tas de 20 000 pommes de terre physiques en interaction est en quelque sorte un phénomène quotidien pour le trio.
Ce qui a un peu piqué mon intérêt à ce sujet et ce n’est pas vraiment impressionnant, c’est que c’est exactement ainsi que fonctionnent toutes ces étonnantes simulations d’eau que vous voyez en ligne, mais à une échelle beaucoup plus microscopique, donc chaque particule d’eau est simulée comme ça, c’est pourquoi il on dirait une chose tellement fluide qui sort de la porte. Donc, en termes d’impressionnant les simulations d’eau que vous voyez, beaucoup d’entre elles utilisent le même type de technologie et elles sont beaucoup plus impressionnantes car elles contiennent des MILLIONS de choses alors que cela fait quelques centaines.
Et si nous voulons sonner notre propre trompette un instant, nous avons utilisé une partie de ces particules hydrodynamiques lissées dans la version PC de Dangerous Golf pour créer des éclaboussures de peinture qui se sont répandues sur le sol, les murs et l’écran ! »
Pendant qu’ils discutent, Maguire ouvre Unreal Engine et commence à essayer de créer quelque chose de similaire. En deux minutes, il parvient à constituer un tas de 378 sphères qui basculent et tombent de manière réaliste entre 40 et 60 fps. Pas mal pour une démo d’éditeur de deux minutes.
Mais Maguire admet également qu’il est étonné par le grand nombre de choses dans le clip Bethesda. 400 sphères dans un éditeur est une chose, mais 20 000 pommes de terre dans le jeu avec tout le reste dans le vaisseau ? Une commande légèrement plus grande et qui mérite d’être louée.
Nous avons écrit précédemment sur tous les différents éléments du jeu vidéo – des portes fonctionnelles, des plates-formes mobiles, des dents, etc. – qui semblent simples de l’extérieur mais qui sont en réalité assez complexes. Bien que des tas de 20 000 pommes de terre ne correspondent pas à la description, le fait même que quelqu’un puisse ramasser une pomme de terre dans Starfield à un endroit et la mettre ailleurs ouvre automatiquement le jeu à cette possibilité beaucoup plus complexe dont les développeurs doivent tenir compte. pour.
Bien sûr, Bethesda aurait pu faire disparaître les pommes de terre après la chute d’un certain nombre d’entre elles, mais compte tenu de l’histoire de sa communauté avec des meules de fromage, le résultat des 20 000 pommes de terre était probablement inévitable. Chapeau bas aux développeurs de Starfield pour avoir littéralement fait en sorte que chaque pomme de terre compte.
Rebekah Valentine est journaliste principale pour l’IGN. Vous avez un conseil d’histoire ? Envoyez-le à rvalentine@ign.com.