Что такое детальный physx в играх

PhysX – что это такое и нужен ли он?

Всем hello! Сегодня обсудим PhysX — нужен ли этот компонент, что это такое и как технология работает. Также, для чего используется, какие дает возможности, сильно ли влияет на производительность в играх и нужен ли PhysX для Radeon.

Что делает PhysX

PhysX (читается «физикс») — кроссплатформенный физический движок, симулирующий физические явления, и набор инструментов разработчика на его базе.

Изначально создан компанией Ageia для одноименного физического процессора. После того как компанию купила Nvidia, эта технология адаптирована для расчетов в видеокартах бренда. Дальнейшая разработка продолжается.

В отличие от многих движков, которые всегда включены в код устанавливаемой игры, Физикс инсталлируется отдельно. Как правило, это системное программное обеспечение идет в комплекте с драйверами Nvidia.

Три основных сферы, где используется этот движок — обработка тканей, жидкостей и твердых тел.

Конечно, это влияет на производительность, как и рендеринг всех прочих эффектов, которые не затрагивает Физикс. Однако без этого движка отрисовки упомянутых элементов при использовании других системных инструментов будут не столь качественными.Что касается разработчиков видеоигр, то Nvidia существенно облегчила им работу, убрав необходимость каждый раз заново создавать новый физический движок. С 2018 года PhysX распространяется по открытой лицензии и активно используется не только для Windows, но и всех остальных платформ, на которых возможно запускать видеоигры.

Нужно ли устанавливать PhysX

Закономерный вопрос — так ли нужен этот движок и обязательно его устанавливать в системе? Вовсе нет, если вы хотите снизить нагрузку на компьютер. Прорисовки будут похуже, зато выше производительность.

Это актуально, если вы используете слабый компьютер для запуска требовательной видеоигры.

С другой стороны, это не значит, что от движка следует отказаться — снижение качества графики в большинстве случаев снижает эстетическое удовольствие, получаемое от игры, особенно в современных играх, где кроме красивой графики больше ничего и нет.

В завершение нужно добавить, что технологии поддерживают не только графические чипы Нвидиа, но и ATI Radeon от AMD. Однако скачивать и устанавливать нужно будет отдельно, так как в базовом наборе драйверов этого движка нет.

О том, как установить PhysX на компьютер, можно почитать здесь (скоро на блоге). Буду признателен всем, кто расшарит этот пост в социальных сетях. До скорой встречи!

Источник

Что такое детальный physx в играх

Игра Metro: Last Light (более известная русскоязычным игрокам как Metro 2033: Луч надежды), шутер от первого лица в пост-апокалиптическом сеттинге, присоединяется к линейке игровых проектов с поддержкой аппаратно ускоренных PhysX эффектов.

Upd #2: Metro: Last Light – GPU PhysX Профиль

Первая игра в серии – Metro 2033 – также отличилась поддержкой GPU PhysX, хотя она и была ограничена несколькими простыми эффектами частиц.

GPU PhysX эффекты (названные в игре “Детальным PhysX” или “Advanced PhysX” в английской версии) в Metro: Last Light можно разделить на две базовые категории – физически симулируемые частицы и симуляцию дыма и тумана на основе алгоритма SPH.

Эффекты частиц включают в себя:

Все эффекты частиц равномерно распределены по ходу прохождения игры и могут быть встречены практически на любом уровне Metro.

Кроме того, частицы и осколки взаимодействуют с игровыми персонажами и т.н. силовыми полями (к примеру, взрывная волна при подрыве гранаты разбросает обломки, лежащие на полу).

Используемая в Last Light симуляция поведения дыма и тумана выполнена по алгоритму Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH, Гидродинамика Сглаженных Частиц) и ранее встречалась в таких играх как Batman: Arkham City/Asylum и Mafia 2.

Эффекты, основанные на методе SPH, довольно активно используются в игре. Они так же поддерживают взаимодействие с персонажами (игрок, NPC) и прочими объектами – например, при взрыве гранаты в облаке тумана образуется проплешина, которая вскоре самостоятельно затягивается.

Конечно, можно найти множество объяснений тому, почему ткань была выполнена именно в такой форме (необходимость соблюсти внешний вид и стиль игры на консолях, экономия ресурсов и п.р.) – но все равно, если бы использовалась настоящая PhysX симуляция, это было бы очень впечатляюще, а так это просто.. нормально.

К сожалению, “Детальный PhysX” оказывает минимальное влияние на качество симуляции физики ткани в Metro: Last Light – количество тканевых объектов остается неизменным, как и их детализация, при этом “детальная” симуляция лишь добавляет несколько незначительных особенностей, например, реакцию ткани на взрывы гранат. Ткань даже не желает рваться от попаданий пуль – а это почти что стандарт в проектах с GPU PhysX.

Проще говоря – PhysX ткань в Metro серьезно уступает ткани в других играх – Borderlands 2 или даже Mirror’s Edge.

Кроме того, прочие интересные физические эффекты, такие как симуляция жидкости или турбулентные частицы, прошли мимо Metro: Last Light.

Прочим типам физических частиц не хватает разнообразия, особенно в визуальном плане (обломки и осколки уж совсем одинаковы). Но несмотря на это, выглядят такие частицы неплохо и не вызывают каких-либо негативных эмоций.

Тем не менее, в некоторых областях SPH симуляции не хватает детализации – из-за явно недостаточного количества частиц, и, соответственно, их слабой реакции на действия игрока, мимо иных SPH объектов можно вообще пройти мимо, так и не заметив их “физической” природы.

Когда мы говорим об использовании GPU PhysX эффектов в играх, мы всегда упоминаем фактор персонального вкуса и личностного восприятия – одних людей эффекты могут привести в восторг, на других они впечатления не производят и вскоре отключаются. Однако в случае с Metro: Last Light физические эффекты придутся по нраву большинству, как нам кажется.

Да, поддержка GPU PhysX в этой игре не настолько красочна и разнообразна, как в других проектах, вам вряд ли придется поднимать с полу челюсть или хотя бы удивленно поднимать брови – но в то же время, эффекты не выглядят избыточными и излишне навороченными.

В целом, дополнительные PhysX эффекты представляют собой не слишком яркое, но органичное и ненавязчивое дополнение для визуальной составляющей Metro: Last Light.

В Metro: Last Light задействована довольно старая версия PhysX SDK – SDK 2.8.3 – в качестве физического движка, что вызывает удивления во времена, когда в играх уже вовсю используется PhysX 3.x.

Как и во многих других проектах, интеграция PhysX SDK состоит из нескольких ступеней:

Поддержку GPU PhysX можно включить, отметив галочкой опцию “Детальный PhysX”.

А вот просчет дополнительных PhysX эффектов на CPU отличается очень низкой эффективностью (особенно по сравнению с такими играми, как Borderlands 2) – зачастую при перестрелках частота кадров падает до 10-15 кадр/сек и даже ниже, хотя количество физически симулируемых частиц не достигает каких-то запредельных значений.

Чтобы дать вам представление о влиянии “Детальных” PhysX эффектов на производительность игры, мы решили произвести соответствующие замеры частоты кадров, но используя при этом не встроенный бенчмарк, а реальную игровую ситуацию в начале уровня “Лагерь”, наполненную яростной пальбой и взрывами.

Система: i7 2600K CPU, GTX 580 GPU, 8 GB RAM, Win 7 64-bit | 320.14 GPU Драйвера, 9.12.1031 СПО PhysX.

Игровые настройки: 1680×1024, Качество: Очень Высокое, Тесселяция: Высокое, SSAA: Выкл.

В то же время, скорость просчета PhysX эффектов силами центрального процессора совершенно ужасна и, что самое плохое, неадекватна – игра может легко превратиться в слайд-шоу даже при минимальном количестве частиц на экране. Если у вас нет в наличии видеокарты от NVIDIA, к “Детальному PhysX” лучше даже не приближаться.

Metro: Light Light – отличная и интересная игра, которую хорошо дополняют не слишком навязчивые и довольно красивые GPU PhysX эффекты.

Настоятельно рекомендуется к ознакомлению.

Благодарим Александра Харламова (NVIDIA) за помощь, оказанную при подготовке данной статьи.

Источник

Обзор технологии NVIDIA PhysX

Центральный процессор всегда считался сердцем компьютера. Эта небольшая микросхема отвечает за выполнение всех важных операций, заданных программами операционной системы, и координирует работу компонентов ПК. Однако современные графические чипы по своей мощности (да и по количеству транзисторов) давно обогнали ЦП, и попытки переложить часть работы центрального процессора на плечи видеокарты в последнее время предпринимаются все чаще и чаще. Активнее всего на этом поприще проявляет себя компания NVIDIA, видеокарты которой с недавних пор перестали быть просто ускорителями игровой графики. Они рассчитывают физические процессы, кодируют видео и даже участвуют в глобальных программах, связанных с распределенными вычислениями.

Наш сегодняшний рассказ о том, что могут предложить своим владельцам современные графические платы, а также о том, насколько это важно, да и важно ли вообще.

Разрушая стереотипы

Эффекты, завязанные на законах физики, есть сегодня в любой уважающей себя трехмерной игре.

Все началось пару лет назад, когда NVIDIA прямо заявила, что графические платы нового поколения должны уметь нечто большее, чем просто выводить на экран красивую картинку. А через некоторое время компания представила набор компонентов для разработчиков под названием CUDA (Compute Unified Device Architecture). Новая платформа открывала перед видеокартами широкое поле для маневров. Теперь графические чипы могли попробовать себя в следующих задачах: декодирование видео, научные и инженерные расчеты, медицинские исследования, финансовые вычисления.

Чтобы повысить ценность платформы в глазах обывателей, NVIDIA возложила на видеокарты ускорение физики. Почти во всех современных играх есть подсистема, которая симулирует физические законы реального мира, что, в свою очередь, повышает реалистичность игрового процесса. Возьмем, к примеру, The Elder Scrolls 4: Oblivion. Физический движок этой игры учитывает массу и плотность объектов, силу трения, гравитационное воздействие и другие параметры. Что это дает? Вода ведет себя почти как настоящая, тела убитых врагов плавают на ее поверхности, деревья гнутся на ветру, одежда повторяет движения тела.

В автомобильных симуляторах речь идет о тех параметрах, от которых напрямую зависит скорость, управляемость и тормозной путь машины. Именно поэтому игрок чувствует разницу между Lamborghini Murcielago и Ford Mustang GT.

Физические вычисления — это головная боль для процессора. Ведь ему и так приходится нелегко, а тут еще заставляют просчитывать множество параметров, связанных с взаимодействием объектов. Современный графический чип с большим числом потоков куда лучше подходит для этих целей.

Осознав это, NVIDIA твердо вознамерилась, используя CUDA и свои видеокарты, поднять игровую физику на новый уровень. Поначалу компания использовала движок Havok FX. Но после того, как Intel купила Havok, NVIDIA оказалась в затруднительном положении.

Спасательный круг

А потом под руку NVIDIA подвернулась фирма Ageia, которая потерпела крах со своим физическим ускорителем PhysX и медленно, но верно шла ко дну. NVIDIA подсуетилась и в феврале 2008 года выкупила бедствующую компанию. Графического гиганта заинтересовали не столько железные разработки Ageia, сколько программный набор PhysX SDK, который использовал аппаратные возможности чипа PhysX, но мог прекрасно обходиться и без него (в этом случае расчет физических эффектов ложился на процессор). Не прошло и полугода, как технология PhysX задышала с новой силой. Первым делом NVIDIA прикрутила ее поддержку к своим топовым решениям. С каждой новой версией драйверов совместимость с PhysX обретали и другие модели видеокарт.

В середине августа 2008 года NVIDIA выпустила GeForce Power Pack, активирующий PhysX на платах серий GeForce 8xxx, GeForce 9xxx и GTX 2xx. Тем самым компания расширила пользовательскую базу до 80 миллионов человек во всем мире. Загрузить этот программный пакет может любой желающий, а находится он на странице www.nvidia.ru/theforcewithin.

В Power Pack входят: драйвера, бесплатная игра Warmonger — Operation: Downtown Destruction, демоверсия игры Metal Knight Zero, дополнительные уровни для Unreal Tournament 3, клиент проекта распределенных вычислений Folding@home, пробная версия видеокодера Elemental Technologies Badaboom, а также несколько демоприложений, показывающих возможности технологии PhysX. С нашими впечатлениями от игр и демок, входящих в состав Power Pack, вы можете ознакомиться в разделе, посвященном тестированию.

Пара слов о Badaboom. Просматривать видео любых форматов умеет только персональный компьютер. Остальным устройствам (консолям, плеерам, КПК и прочим) требуется перекодирование ролика в понятный им вид. Существует множество программ-кодировщиков, но все они используют ресурсы центрального процессора. Поэтому на преобразование стандартного полуторачасового фильма уходит порядочно времени. Badaboom — тоже кодировщик, но он задействует шейдерные процессоры видеокарт, благодаря чему процесс перегона форматов протекает как минимум вдвое быстрее (в зависимости от используемой видеокарты). Что самое приятное, при этом ЦП свободен для выполнения любых других задач. К примеру, при кодировании клипа из H.264 в MP4 процессор загружен всего на 6%.

На преобразование обычного фильма в формат, понятный плееру Apple iPod, программа Badaboom в компании с GeForce GTX 280 потратит в два раза меньше времени, чем процессор Core i7.

У программы предельно простой интерфейс, в наличии много предустановок (для самых популярных устройств). Без минусов, правда, не обошлось: текущая версия Badaboom поддерживает ограниченное количество входных форматов. И, разумеется, владельцы видеокарт от AMD, а также интегрированных решений Intel использовать программу не смогут — Badaboom работает только с платами NVIDIA.

Еще повоюют?

Намерения NVIDIA тверды как никогда. Компания хочет, чтобы ее физическая платформа использовалась в как можно большем числе игр. Intel, в свою очередь, заявляет, что с ускорением физических эффектов прекрасно справятся многоядерные процессоры. На ее стороне — армия опытных программистов, которую компания получила после покупки компании Havok.

Сейчас Intel работает над архитектурой Larrabee. У первых графических чипов нового семейства будет свыше десяти ядер на одном кристалле. Разумеется, сфера применения таких процессоров не ограничивается одной лишь обработкой графики. Они будут использоваться для научных расчетов, моделирования природных процессов и, конечно же, ускорения физики в играх. Что немаловажно, программируется Larrabee теми же самыми командами, что и обычные процессоры архитектуры x86. Это сильно упростит написание приложений, совместимых с новыми графическими чипами Intel.

В первой половине 2009 года должно выйти около 40 игр с поддержкой PhysX, в числе которых столь ожидаемая нами Mirror’s Edge

Компания AMD также не намерена сидеть в стороне. Уже сейчас ее процессоры и видеочипы оптимизируются под физический движок Havok. Как показывает практика, Havok очень хорошо дружит с процессорами AMD, особенно с четырехъядерными Phenom X4. К началу 2009 года компания планирует выпустить видеокарту, которая для ускорения вычислений будет использовать стандартные средства DirectX 11.

Практика

Эта видеокарта справится с любыми задачами, будь то отображение реалистичной графики или симуляция физических законов реального мира.

Допустим, вы счастливый обладатель платы GeForce 8-й, 9-й или 200-й серии. Как включить ускорение физики средствами видеокарты в играх? В каких приложениях можно оценить преимущество технологии NVIDIA PhysX? Действительно ли результаты столь впечатляющие, как обещала NVIDIA? Мы попробуем ответить на все эти вопросы.

Постановка задачи проста: доказать, что современные видеокарты NVIDIA справляются с обработкой физики лучше, чем последнее поколение процессоров, или опровергнуть это утверждение. Поэтому набор основных компонентов для тестового стенда был очевиден: взятый с пылу с жару ЦП Intel Core i7-920, пара мощных видеокарт ZOTAC GeForce GTX 280 AMP! Edition и другая парочка графических плат, но уже послабее — две ZOTAC GeForce 9800 GTX+. В остатке: материнская плата ASUS P6T Deluxe и 6 Гб оперативной памяти от OCZ. Испытания проводились в 64-битной версии Windows Vista Ultimate.

Набор тестовых приложений был следующим:

— Unreal Tournament 3 с установленным PhysX-дополнением;

— сетевой экшен с полностью разрушаемым окружением Warmonger — Operation: Downtown Destruction;

— пре-альфа-версия игры Metal Knight Zero — многопользовательского сетевого шутера, в котором все окружение можно разрушить;

— бенчмарк Nurien, основанный на технологиях одноименной социальной сетевой игры (разрабатывается).

Все они входят в состав GeForce Power Pack (в случае с Unreal Tournament 3 речь идет только о дополнении PhysX) и могут быть свободно скачаны с сайта компании.

Установка

Для начала следует обзавестись самыми свежими драйверами для видеокарты. На момент написания статьи была доступна версия GeForce 180.48, которая включала в себя драйвера PhysX 8.10.13. То есть нужно скачать всего один инсталляционный файл.

Тестирование

Все тестовые забеги мы проводили в разрешении 1280×1024 при включенной 16-кратной анизотропной фильтрации, но без сглаживания. Столь низкое разрешение было выбрано не потому, что в нашем распоряжении не оказалось мониторов с большей диагональю. Дело в том, что в таком режиме объективнее всего отслеживается влияние центрального процессора на уровень fps в играх.

Давайте пройдемся по результатам наших испытаний.

Unreal Tournament 3

Оригинальный UT3 очень хорошо оптимизирован и не содержит каких-либо экстраординарных физических спецэффектов. Поэтому мы использовали PhysX-дополнение, которое включает в себя три новых уровня: Tornado, Lighthouse PhysX и Heat Ray PhysX. На первой карте хозяйничает гигантский смерч. Он свободно перемещается по уровню, снося все на своем пути и норовя догнать игроков. Вторая карта представляет собой один большой маяк, в котором можно раскурочить буквально каждую стену, лестницу и перекрытие. Ну а третий уровень — классическая карта Heat Ray c возможностью частичного разрушения и поддержкой еще нескольких физических эффектов.

Что же мы видим: тестирование только началось, а Core i7-920 уже посрамлен. Обе платы демонстрируют троекратное преимущество над процессором. Добавление второй видеокарты, которая занимается исключительно обработкой физики, приводит к увеличению производительности на 20-50% в зависимости от модели платы.

Warmonger — Operation: Downtown Destruction

На этом этапе видеокарты NVIDIA лишь укрепили свои позиции — все то же троекратное преимущество. Процессор Intel начинает потихоньку сгорать от стыда. Интересно, что система с GeForce 9800 GTX+ после установки еще одной платы получает чуть ли не 100-процентный прирост, тогда как добавочная GeForce GTX 280 увеличивает fps лишь на 30%.

Metal Knight Zero

Рассказывать о Metal Knight Zero особо нечего. Бегаем, стреляем, наблюдаем, как объекты разлетаются на мелкие кусочки в соответствии с законами физики. Плюс к тому, здесь в полной мере реализована симуляция ткани: флаги и прочие тряпки развеваются на ветру и рвутся точно так же, как и в реальной жизни.

Комментарии к результатам излишни: разница между видеокартами и ЦП просто феноменальная. А вот добавление второй платы практически не влияет на показатели fps.

Nurien

Бенчмарк Nurien предлагает нам насладиться пятиминутным показом мод. Здесь есть подиум с бодро вышагивающими по нему моделями и толпа зрителей. Волосы и юбки девушек развеваются при ходьбе, продвинутая лицевая мимика передает их веселое настроение, подиум непрерывно озаряется вспышками фотоаппаратов. Действо происходит под зажигательную музыку.

Nurien — единственное приложение, в котором Core i7 смог хоть как-то реабилитироваться. Отставание ЦП всего лишь двукратное, а fps наконец-то превысил отметку в 25 кадров в секунду. Установка еще одной GeForce 9800 GTX+ дает прирост в 10%, а дополнительная GeForce GTX 280 практически никак не влияет на результат.

Процессор — не главное

Каким NVIDIA видит будущее компьютеров? Компания делает ставку на симбиоз недорогого процессора и мощного графического чипа. Наши тесты наглядно показали, что у этой идеи есть все права на существование. Видеокарты NVIDIA отменно справляются с обработкой сложных физических эффектов в играх с поддержкой PhysX. А ведь это — лишь одно из немногих применений CUDA в повседневной жизни.

В будущем графический чип может легко стать центральным компонентом компьютера. Апгрейд видеокарты обеспечит заметный прирост быстродействия, а на откуп процессору останется ряд базовых задач, в которых не требуется сложных многопоточных вычислений. Правда, компании-производители ЦП вряд ли смирятся с таким положением вещей. Так что нас с вами ждет очередной виток борьбы за выживание. Может быть, недалек тот день, когда процессор перестанет быть центральным?

Источник