Если бы Ньютон не придумал свои законы, все в этой жизни было бы проще. Особенно в играх. Никто бы не думал, почему брошенная консервная банка производит такие же разрушения, как и борошенный кирпич. Но не унимаются те, кто в школе посещал уроки физики. Все им не нравится в нынешних 3D-играх. Массы нет, плотности нет, жидкости не жидкие, хотя блестят правдоподобно.

Да, в принципе, так оно и есть. Практически все нынешние 3D-игры так или иначе моделируют игровой мир, состоящий из физических объектов. А все объекты на сегодня представляются каркасами из треугольников, на которые натянуты текстуры. Увы, не придумали пока ничего другого. С прорисовкой таких  моделей уже все более-менее в порядке. А вот их поведение с точки зрения физики в играх пока реализуется достаточно примитивно. Иногда можно что-то двигать или бросать, но только в том случае, если это прописано в логике игры и есть специально созданные для этого объекты. Весь остальной мир остается абсолютно неинтерактивным.

Искры без физики

Искры с физикой

Почему так происходит? Просто "реальная реальность" – штука очень трудоемкая для создания.  Ведь каждому каркасу нужно прописать как минимум массу. А для того чтобы объект стал деформируемым или разрушаемым, его нужно сделать из большего числа частей или вообще состоящем из систем частиц. С жидкостями вообще грустно: там не только физика, там и математика.

Конечно, все это в каком-то приближении можно прописать в коде игры, но тогда элементарно не хватит производительности любого современного процессора.

Моделирование поведения и взаимодействия большого количества сложных объектов, а также сложных систем частиц, использующихся для создания воды, дыма и т. п., требует наличия значительных вычислительных мощностей. Однако имитация поведения игровых объектов с использованием законов физики реального мира  с точки зрения вычислений хорошо "параллелится",  поэтому для ее реализации напрашивается использование большого числа вычислительных блоков с плавающей запятой.

Вынести эти вычисления в отдельный чип предлагает молодая компания Ageia Technologies, которая в течение долгого времени вела разработку специализированного сопроцессора PhysX, предназначенного для расчета физической модели в играх. По замыслу Ageia, на сопроцессор PhysX (для него уже придумали аббревиатуру PPU - Physical Processing Unit) ложится вся нагрузка по просчету физической модели игрового мира, т. е. взаимодействие и движение всех объектов в игре, начиная от игровых персонажей и заканчивая поведением жидкостей и обломков.

Подробностей об архитектуре чипа компания пока не раскрывает, но известно, что чип содержит  несколько десятков вычислительных ядер FP32, способных произвести до 20 миллиардов простых инструкций в секунду.

Звучит это красиво, но насколько эта технология действительно перспективна, мы решили проверить на примере тестирования уже появившейся у нас карточки Asus PhysX P1.

ASUS PhysX P1

Внешне ASUS PhysX P1 представляет из себя очень похожее на видеокарту изделие, только без внешних разъемов. Система охлаждения – такая же, как и в видеокартах ASUS семейств EN6600GT, N6600GT/TD, N6800XT и т. д. Вставляется карточка в обычный PCI-разъем, что с одной стороны хорошо, так как он всегда в наличии, с другой – вызывает опасение, хватит ли пропускной способности PCI для обмена информацией о большом числе объектов и их характеристик между CPU и PPU. Тем более что плата Ageia не призвана ускорять спецэффекты. Она добавляет в играх новые спецэффекты и значительно увеличивает количество объектов, обладающих физическими свойствами.

Естественно, эти возможности должна поддерживать сама игра, а на данный момент поддержкой данного PPU может похвастаться всего лишь шесть игр: Tom Clancy’s Ghost Recon Advanced Warfighter, Rise of Nations: Rise of Legends, Bet on Soldier: Blood Sport, Cell Factor, Gunship Apocalypse и City of Villains. В обозримом будущем этот список должен вырасти до двух десятков наименований, включая такой ожидаемый проект, как Unreal Tournament 2007, и пополниться следующими играми: Sacred II, Loki, Dogtag, Fallen Earth, Crazy Machines 2, Arena Online, Infernal, Warhammer MMORPG, Eye of the Storm, KARMA, Vanguard: Saga of Heroes, Alpha Prime и Abyss Lights: Frozen Systems.

В комплект поставки ASUS PhysX P1 входит игра Tom Clancy’s Ghost Recon Advanced Warfighter, и именно на ней мы исследовали влияние PPU на качество геймплея. Посмотреть на изменение картинки могут и наши читатели. На диске нашего журнала мы поместили несколько видеороликов, которые были сняты как с включенным, так и с выключенным PPU.

Что можно сказать по собственным впечатлениям – Ньютон пока отдыхает. "Железяка" для просчета физики есть, но создатели Recon Advanced Warfighter поюзали ее весьма ограничено. Чуть больше стало искр, чуть больше осколков. После больших взрывов масса мелких частей оседает на землю. Вот, собственно, и все. Физики при прорисовке спецэффектов стало больше, а вот в самой игре пока нет J. Те же осколки в приличном количестве пролетают сквозь нашего героя, а ему все равно! Ведь это всего лишь изображения осколков, и на процесс игры они не завязаны. Да и не будут создатели игр пока этого делать, особенно в многопользовательских играх. Иначе путаница получится очень серьезная. Если на каждом ПК в процессе игры PPU будут создавать новые объекты, то их нужно как-то включать в геймплей на всех ПК. А это задача не из простых. А еще если PPU будут не у всех, то получится неравноправие. Игроки будут по-разному воздействовать на мир в зависимости от своего железа. А это неправильно.

Так что на сегодня и на ближайшее будущее ускорители физики будут ускорять и "облагораживать" физические эффекты, не влияющие на геймплей. Вот и получается вроде и "физика", но только в картинках.