Crackdown e o poder da Cloud…

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Crackdown é o primeiro jogo a utilizar verdadeiramente a Cloud. O que faz e como o faz?

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Crackdown é um jogo para a Xbox One e será um dos primeiros a utilizar a Cloud de uma forma mais extensiva. No entanto o que o jogo faz está longe de ser aquilo que a Microsoft inicialmente prometia. Na realidade não há qualquer auxílio ao processamento local, apenas uma extensão daquilo que os servidores sempre fizeram. E o grande segredo de crackdown não está sequer na consola, mas sim nos servidores.

Como já sabemos actualmente a maior parte dos jogos online calcula a maior parte da sua física no lado do servidor. Uma situação que terá sido estreada com Age of Conan. No entanto essa física está limitada por três situações, a potência disponível no servidor, a largura de banda usada e a latência.

Crackdown é nesse aspecto um jogo bastante diferente. O que ele consegue fazer nos servidores vai muito além do que é tradicionalmente feito. Todo o mundo é gerido pela física e todo ele pode ser totalmente destruído, oferecendo um cálculo de física que se estima que poderia ser equivalente ao de várias consolas Xbox One. De acordo com Dave Jones, Director criativo de Crackdown o jogo pode usar em média 9 vezes o poder da Xbox One, com um recorde estabelecido de 13 consolas, o que, claro, não quer dizer que, eventualmente, não se possa atingir mais (Alguns websites falam em 20x, mas sem citar fontes).

Estamos a atingir cerca de 9 vezes o poder da Xbox One aqui nesta demo dada a forma como os jogadores estão a jogar. Penso que, no entanto,  13 vezes é o nosso recorde. Vocês podem rasar uma cidade inteira se quiserem.

O texto original:

We’re hitting about nine times the power of the Xbox One here in this demo due to the way the guys are playing. I think 13 times is our record, though. You really can raze the entire city if you want to.

Naturalmente esta é uma realidade que necessita da consola online. E isso quer dizer que o modo de jogador único, ao ser offline, possui física limitada. Aqui a física só será aplicada na sua totalidade no modo de multiplos jogadores.

O motivo? Muito simplesmente não seria possível dedicar servidores para cada possuidor da Xbox, sendo que o cálculo da física necessita de ser partilhado entre várias pessoas em simultâneo.

Isso quer dizer que no modo offline a capacidade de destruição é, comparativamente, extremamente limitada.

Mas no online, a qualidade da destruição é absolutamente fantástica e inovadora. Durante a demonstração Dave referia:

Isto não representa o poder total da consola. Mostra o total que normalmente necessitamos para colocar a física na Xbox One. Assim que se cria mais e mais destruição poderão ver que estão a usar o poderio dos servidores a que estão ligados. façam dano suficiente na base de um edifício e, eventualmente, ele cairá. Tudo irá cair e tudo o que cai ao chão irá reagir de forma realista a essa queda. Como podem ver os pedaços que estão a cair ao chão ocupam sozinhos o equivalente ao processamento de uma segunda Xbox. A consola vai buscar esse processamento ao servidor quando precisa dele.

A frase original:

This doesn’t represent the power of the entire box. It shows the amount we need normally deploy to physics on an Xbox One. As you create more and more destruction you can see that you’re actually using the power of the servers you’re connected to. Do enough damage to the base of a building and, eventually, it should fall down. The whole thing will fall and everything that falls to ground will react physically to that fall. You can see that the debris falling to the ground is taking up the equivalent of an extra Xbox One worth of power. The console takes that extra power from the server when it needs it.

Nota:  O que esta frase quer dizer (e ela pode ser ouvida a ser explicada aos 4m 46 segundos do video de baixo) é que quando se fala em x vezes o poder da Xbox não se fala em x processadores idênticos ao da Xbox, mas sim x vezes a percentagem de processamento de física atribuída ao processador da consola. Qual é essa percentagem é algo que desconhecemos. A situação é clara no video, a partir dos 4m 30s, onde se explica a situação com uma barra que segundo Dave Jones “representa o processamento normalmente alocado à consola para física”, sendo que todas as comparações a x vezes o processamento da Xbox se referem a barras idênticas. Independentemente de tal, quer o jogo faça uso da mesma ou não, a tecnologia permite que se passe a performance dos actuais CPUs PC topo de gama, não tendo verdadeiramente um limite superior fixo.

A tecnologia é efetivamente fantástica. Mas como funciona. Que requisitos exige? Que mérito tem a Microsoft na mesma? E o que há na Xbox que a permita?

Vamos começar por responder às perguntas do fim para o principio.

O que há na Xbox que permite esta tecnologia?

Na realidade não há nada de especial na Xbox que permita esta situação. Esta física é totalmente independente da consola e podia ser aplicada à Xbox 360, à PS4, a um PC e até mesmo a um jogo de smartphone.

O processamento não é feito na consola, é feito remotamente, sendo que todos os resultados da física são comprimidos pelo servidor e enviados para a consola que os apresenta no ecrã.

Quer isso dizer que na realidade a Xbox One não se livra dos seus limites no processamento gráfico standard. Livra-se isso sim de uma pesada física que o seu CPU nunca poderia calcular.

Mas isso quer igualmente dizer que caso a mesma tecnologia fosse aplicada a um sistema mais potente, este poderia apresentar os mesmos resultados… mas com melhores gráficos (Note-se que com isto não se está a dizer que a Xbox One está a atingir o seu limite a nível gráfico, apenas que se este fosse puxado ao limite, um sistema mais potente poderia apresentar a mesma física, mas graficamente ir mais longe).

E não poderia o GPGPU compensar os cálculos da Cloud no modo offline?

É difícil de se responder a isso, mas teoricamente… sim.

Se alguns se recordam a ubisoft fez alguns cálculos para comparar a capacidade de cálculo a nível de física (no caso física de tecidos) dos CPUs e dos GPUs das consolas. E o GPU da PS4 revelou-se 16,32 vezes mais potente que o CPU. Isso quer dizer que um GPU poderia teoricamente substituir a física que normalmente requereria 16 consolas PS4. Os resultados da Xbox nesse mesmo teste foram bastante inferiores, mas cremos que com o DX 12 os valores do GPU da Xbox seja, pelo menos, cerca de 10 vezes o do CPU.

Mas esta é uma resposta teórica. Porque na prática não há indicação que o jogo use o GPGPU nesse modo.

Que créditos tem a Microsoft na tecnologia?

Curiosamente a tecnologia não é da Microsoft. A Microsoft, junto com outras empresas, foi parceira da Escocesa Cloudgine na ajuda do desenvolvimento do motor de física em rede usado por este jogo, bem como é a responsável pela cedência dos servidores usados pelo jogo. Apesar de tudo a Microsoft foi quem forneceu a infra-estrutura necessária que diga-se é bastante complexa e poderá não estar ao alcance de todos. No entanto a tecnologia não é da Microsoft, mas sim da Cloudgine e está disponível para quem pagar por ela. É basicamente um middleware e como tal acessível a todos, bastando para tal ter os servidores onde o colocar! (isto a não ser que a Microsoft tenha algum tipo de parceria que impeça esta solução midleware de ir para as consolas concorrentes, mas tal situação é desconhecida).

Que requisitos tem este motor de rede?

Naturalmente uma física complexa como esta tem implicações nos requisitos. E observando o video de baixo aos 4m 58s vemos um comportamento algo estranho nos misseis. Mal eles batem contra o edifício o seu rastro de fumo é eliminado, e há em alguns casos espalhados pelo jogo uma pequena demora entre os momentos de impacto dos projeteis e a visualização da resultado do impacto. Convém porém não esquecer que esta é a primeira vez que motor é usado e que o mesmo deverá ter ainda muitas melhorias no futuro e que a versão jogada era pré-alpha.


No entanto se tal é notório neste caso, numa  rede e ambiente controlado, o lag natural das ligações de rede associado ao tempo necessário para o cálculo, compressão, envio, recepção, descompressão e processamento dos dados coloca questões sobre o nível de resposta que será apresentada em circunstância de mundo real com jogadores de vários locais do mundo, com pings radicalmente diferentes e alguns bastante altos, e sujeitos aos problemas habituais das redes.

Convêm ressaltar novamente que o visionado no clip de apresentação é obtido em ambiente controlado de uma rede local onde a latência da rede é quase nula e a largura de banda é gigante e sem perda de pacotes. Mas e daí… poderemos ter uma surpresa pois como referido… é pré-alpha!

Para tentar compensar essa situação David Jones da Reagent Games, refere que a equipa está a optimizar para que o jogo use entre 2 a 4 Mbits de largura de banda. Uma largura de banda 4 vezes superior ao normal. E dado que muito certamente estaremos a falar de largura de banda efetiva e não teórica, para garantir eventuais compensações de perdas de dados uma ligação com largura de banda superior a esse valor será necessária.

Convêm ainda pensar em ter uma ligação sem limite de tráfego. 4 Mbits implicam 512 Kbytes por segundo ou 1,8 GB por hora. Isto quer dizer que no período de um mês, numa média de 10 horas por semana, se usará algo como 72 GB de tráfego!

E como funciona a tecnologia?

Curiosamente de uma forma muito simples! O jogo corre num servidor normal, tal como todos os outros. No entanto, como podem ver no video que se segue, cada pedaço da cidade está alocado a um servidor diferente (representados no video (a partir dos 4 m) por cores diferentes). Basicamente o que temos é um processamento de física teoricamente sem limites, com um novo servidor a ser alocado sempre que um novo edifício de outro servidor é atingido. E repare-se que é irrelevante se o utilizador os vê no ecrã ou não. Eles são calculados para o mundo partilhado por todos os jogadores sendo que o ter a cena no ecrã apenas implica se o utilizador recebe esses dados ou não, mas não impede o seu cálculo.

Falta agora vermos isto a ser utilizado no mundo real, e as virtudes e defeitos que esta tecnologia inovadora, nesta fase, ainda terá!

História de motores de física de destrutibilidade total:

O conceito por detrás da destruição total de Crackdown 3 não é novidade. Este foi introduzido por Red Faction em 2001 e levado ao seu extremo por Red Faction Armageddon em 2011. Neste jogo a destruição que vemos em Crackdown 3 já era possível, mas apenas em modo offline o que controlava bastante o nível de destruição no ecrã.

Em 2013 Hawken  para PC já apresentava uma demonstração de destruição online usando GPU Rigid Bodies com suporte de rede:

No entanto, apesar da elevada quantidade de destrutibilidade, nem tudo neste jogo pode ir abaixo!

Mais recentemente, a Gaijin Entertainement anunciou no dia 9 de Agosto que o seu jogo War Thunder (e aqui falamos de um MMO e não de um jogo com um número limitado de jogadores), disponível para PC e PS4 está à distância de um fio de cabelo de possuir um sistema de completa destruição de cenários, sendo que irá introduzir a característica de forma gradual.

O video que se segue demonstra a tecnologia em ação.

Poderá ser questionável se o nível de destruição e detalhe é idêntico ao de Crackdown, mas diga-se que parece ter qualidade suficiente, especialmente vindo de um pequeno produtor como a Gaijin. O mesmo pode ser dito do motor de Hawken.

Em que se distingue então esta nova tecnologia usada em Crackdown 3?

A tecnologia de Crackdown é inovadora no sentido que é 100% no servidor e teoricamente sem limite superior. Não é a única no mercado que oferece destrutibilidade de cenários de qualidade, mas é única que é totalmente independente das performances de cálculo da física da máquina local que está a correr o jogo.

Normalmente duas máquinas com capacidades de processamento diferentes que corram ou War Thunder ou Hawken, irão apresentar capacidades para se atingir resoluções e fps diferentes, dependendo das performances dos sistemas. Aqui em Crackdown ao se tirar o cálculo da física da máquina local as performances serão sempre iguais. E mais ainda, ao se saturar a cena com mais objectos, o que teria implicação na utilização do sistema, este desceria os seus fotogramas por segundo. Aqui estes podem manter-se os fotogramas constantes a tempo inteiro e estes só descerão se eventualmente o fill rate da placa gráfica, ou a capacidade da mesma de desenhar pixeis no ecrã, fosse atingida, o que será extremamente difícil de ocorrer.

O video que se segue é já de Abril de 2014 e da apresentação ainda muito preliminar desta tecnologia, e podemos ver isso mesmo, como os fps se mantêm constantes na máquina (no caso a 30 fps), independentemente do número de particulas. Já no sistema com processamento local estes caem (e para a demonstração dessa ideia é irrelevante se um GPU conseguia fazer 16 vezes mais sem abrandamentos pois o que importa aqui mostrar é como se pode vencer com esta tecnologia o limite local, seja ele qual for). E é nesse campo que esta tecnologia é revolucionária e única.


Conclusões:

Pros

– Tecnologia realmente inovadora no que toca a trazer características até agora unicamente online para o offline, podendo reviver e tornar populares características que offline nunca foram mais do que curiosidades.
– As potencialidades são enormes. A tecnologia, devidamente adaptada, poderá no futuro permitir a criação de um mundo animado com pássaros, animais, relva, árvores, borboletas, cachoeiras, etc.
– É um enorme passo em frente na tecnologia e permite manter as performances independentemente da quantidade de física calculada.

Contras

– A destruição total não é verdadeiramente uma novidade e os jogos que já o fizeram antes não se destacaram por isso.
– As exigências a nível de servidores são enormes e o seu custo pode ser incomportável para a standarização da tecnologia.
– Exige uma ligação internet e com largura de banda 4x superior ao normal e ficará indisponível assim que os servidores forem desligados (como qualquer jogo online).
– A introdução deste tipo de tecnologias coloca sérios problemas à manutenção dos jogos com o fecho dos servidores uma vez que dificilmente os fans poderão manter o jogo activo devido aos recursos requeridos.

Convém referir que grande vantagem da plataforma Xbox para este tipo de tecnologias é que os custos dos servidores acaba por ser simbólico para os produtores uma vez que a Microsoft disponibiliza parte da sua Cloud, a Azure para a consola.

No entanto é relevante perceber-se que esta é uma tecnologia middleware de terceiros e não da Microsoft, sendo que não existe qualquer requisito no hardware local para além de uma placa de rede para a mesma ser usada podendo assim ser usada por qualquer sistema informático desde que sejam montados os servidores necessários pelo que futuramente a poderemos ver aplicada a outros jogos e mesmo a outros sistemas. Neste momento a NVIDIA e a EPIC são igualmente parceiras oficiais da Cloudgine, pelo que o PC poderá brevemente contar com algo que use este motor na cloud, muito certamente baseado na cloud da Nvidia.

Já quanto à Playstation, a Sony arranjar uma infra-estrutura devidamente capaz para tal poderá ser um pouco mais complexo.

A componente multi-jogador do jogo será disponibilizada no verão de 2016. Já o jogo completo ainda não tem data!

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