Mára mindennapos dolognak számít, hogy az ellenfelek lelövése nem csupán három-négy, előre letárolt halál-animációban csúcsosodik ki, hanem minden véletlenszerű, a való életben tapasztalt (Isten ne adja) körülményeknek megfelelően megy végbe. 2003 májusában, az akkori E3-as Half-Life 2 prezentációban mindenkit teljesen letaglózott, amikor egy combine helikopter szanaszét lőtte a játékos fedezékéül szolgáló autót, a kasztni széttöredezett, a kocsi az oldalára dőlt. Eddig nem is volt olyan jelentős a fizikai jelenlét, Gordon Freeman második kalandja már erősen a játékmenetét építette e köré, megindultak a szóbeszédek, miszerint a fizika forradalma következett be a videojátékokban. A szakértők már az eladási mutatók megugrását látták benne, a felhasználók pedig még autentikusabb élménnyel gazdagodhattak. Elfogadottá vált, hogy egy új fejlesztés mit sem ér, ha nem rendelkezik a fenti ficsőrökkel.


Ahogyan a hardverek is fejlődtek, a mai konzolok számítási képességei is lehetővé tették, hogy 2003. óta a fizika exponenciálisan fejlődhessen eme hat, hosszú év alatt. Ámbár ez a hat év talán mégsem hozott akkora forradalmat, mint azt vártuk volna, a célhardverek (PPU-k), mint külön álló kártyák megbuktak, tiszta sor, hogy a szoftveres fizikai számításban legalább annyi a potenciál, elvégre mi másra kellene nekünk 2-4 processzormag? Elvárható lenne, hogy a játékok legfőbb elemei – a grafika, hangzásvilág, játékmenet – mellett a fizika is legalább akkora teret hódíthasson.


A Velociraptorok már tudták

A fejlődés vizsgálata során elsőként egészen az 1990-es évek végéig kell elmennünk, amikor is a Dreamworks egy PC-játékon dolgozott; ez volt a Jurassic Park: Trespasser. Ez a cím is elég volt ahhoz, hogy az emberek fejében a játékok egy sokkal komolyabb megbecsülésnek örvendjenek. Az már viszont nem lehetett az őrült tudós, Mark Hammond klónozott dinókkal teli számlájára írni, hogy ebben az FPS-ben a kamera és a képernyő jobb oldalán lévő kezünk mozgása kicsit sem volt összhangban egymással. Tárgyakat vehettünk fel a játék során, amiket később fel is használhattunk a gyilkos ragadozók ellen. Fegyverünket el is dobhattuk -amelyek már elég tisztességes módon értek földet-, vagy az egymás tetejére pakolt ládákat egy kővel megbolygatva, papírdoboz súlyérzettel ugyan, de összeomlottak, mint az építőkockák. Korát meghazudtoló fejlődés volt ez - szép teljesítmény, hogy ilyen létezett PSX-en és N64-en is, ám sajnos a játékmenet egyéb, ámde hangsúlyosabb elemeinek hála mindenki szépen el is feledte, hogy voltak azért kiemelkedő momentumai.


A Havok szárnyán

Ez után nem is láttunk kiemelkedő megoldást a dinamikus játékfizikával kapcsolatban egészen 2003-ig, amikor is a Thief: Deadly Shadows és a Deux Ex 2: Invisible War meg nem jelent. Az Ion Storm csapata, élükön Warren Spectorral jól gondolta, hogy a lopakodós műfaj velejárója egy kellően impresszív fizikai jelenlét. Legalábbis a Deux Ex 2 arról tanúskodik, hogy ez volt az első kereskedelmi forgalomban lévő termék, amely más gyártó által kifejlesztett technológiát ültette a fejlesztésébe, mégpedig a Havok megoldását, amely ettől kezdve iparszerű térhódítást vitt végbe. Az Invisible War megengedte a játékosnak, hogy bármilyen tárgyat, vagy holttestet felvegyen, és bármilyen irányban elhajítson, de hatalmas élmény volt a leütötteket a tűzbe vágva azon örömködni, hogy amikor feleszmélnek sikoltoznak és meghalnak. Kezdeti szárnypróbálgatás volt ez, nem minden objektum volt mozdítható, meg a testek összeesése is kissé eltúlzott (például amikor ollószerűen, a derekuknál hátrafele megtörve értek földet) – de ezeket leszámítva a fizika működött, bár a Havok, mint frencsájz bemutatkozásától kissé többet vártunk.


Nincs többé statikus környezet

A Halo 2 és a Max Payne 2 viszont már kertelés nélkül, kiaknázott megvalósítással alkalmazta a fizikai motor első verzióját, Remedyéknél a golyózáportól tömegesen elhulló szerelő-egyenruhások nem akadtak egymásba, „kicsi a rakást” képezve, végtagjaikkal kicsavarodva feküdtek a talajon. Inkább a hangulatot erősítette, amint a testek magatehetetlenül lezuhantak, gyakorlatilag végtelen számú halál animációval örvendeztetve meg minket, vagy amikor egy raktárban a repeszgránátunk robbanásától szerteszét repültek a dobozok, a világítótestek imbolyogtak a lökéshullámtól - igen sokat dobott a Max Payne 2 eladásain, és magán a sorozat fejlődésén is.


A környezet tehát nem volt már többé statikus - az akció részét képezte. Ahogy már az elején említettem, a végül 2004 őszén megjelenő Half-Life 2 beindított bizonyos dolgokat, a szó legszorosabb értelmében. Ahogy a Valve a Havok egyik módosított verzióját ültette bele a Source Engine-be, elérkezett az idő, amikor a fizika használata teljesen beleépült a játékmenetbe, különféle puzzle-ök formájában, továbbá megalkották a valaha volt legragyogóbb fegyvert, a Gravity Gunt. Kifogytál a lőszerből? Kapd elő és használd a környezet elemeit felkapva, odahajítva az ellenség közepébe! Szakíts ki a falból egy WC-csészét és fordítsd a Combine erői ellen – megannyi briliáns megoldást lehetővé téve.


Az Ageia hattyúdala

Hamarosan emelkedett a mérce az elvárások szerint, megindultak az első szóbeszédek olyan gránátokról, amik réseket szakítanak ki a talajból, olyan fegyverekről, melyek lyukat ütnek az épületek és a járművek oldalába, minden rombolható, mindent össze tudunk törni, megsemmisíteni darabról darabra. Az elvárások utat nyitottak egy új jövevénynek, melynek neve: Ageia. Az már nem rajta múlt, hogy nem aratott osztatlan sikert, sokkal inkább a pénzhajhász marketingeseken, akik rossz piaci elgondolásokkal akarták megosztani a közönséget. A PhysX játékdinamikai motor fejlesztői ugyanis kibocsátottak egy azóta is egyedülálló PC-hardvert, a fizikai processzort, azaz a PPU-t.


Ez hasonlóan működött, mint egy grafikai processzor (GPU) a videokártyákon, de helyette az egyre nagyobb erőforrás-igényű fizikai számításokat végezte egy külön egységen, ami előtte a CPU-tól vonta meg a zsíros falatokat, ám ahogy bonyolódtak az elvárások csupán a processzorra nem lehetett már mindezt hárítani. A PPU a párhuzamos feldolgozás használatának elvén működött. Mindegyik mag egy reguláris processzoron adott idő alatt csak egy művelet számítását teszi lehetővé, képzeljük el úgy, hogy a sorba állított benzineshordók közül az egyik berobban, akkor pontosan ki kell számítani, hogy a detonáció és a szerteszét repülő bádogdarabok hogyan viselkednek a láncreakció során, mindent pontosan, adott szakasznak megfelelően térben elhelyezett hordók figyelembevételével. Ha nincs ez a PPU, akkor az akkori CPU-k nem lettek volna képesek a teljes fizikai orgazmust 60 képkocka per másodperc sebességgel feldolgozni. Mi van ugyanis, ha nem elég erős a proci? A láncreakció felbomlik, a framerate leesik, megakad. Ugye mindenki emlékszik a HL2 ominózus hordórobbanásaira, amikor kellő vas hiányában a detonáció pillanatában idegőrlő akadásokat tapasztaltunk? A később teret hódító dual és quad processzorok már enyhítették fájdalmainkat, de a javulás sose olyan mértékű, mint az elvárnánk.


Az Xbox 360 három magos Xenon-CPU-jának 6 effektív feldolgozó fonala van (magonként kettő), így érthető, hogy könnyűszerrel ki tudja számolni a fizikáért felelős matekpéldákat, akár hat különböző dolgot végrehajtva egyidőben az elméletileg gyorsabb egymagos asztali processzoroknál. Pedig utóbbi még nem tesz semmi mást, nem számolja a mesterséges intelligenciával és a hangokkal járó feladatokat, amit a Microsoft konzolja igen. A PlayStation 3 Cell CPU-ja ezzel szemben kicsit jobb: 7 effektív stream processzorral rendelkezik (a nyolcadik zárt) és extrém párhuzamos feldolgozásra tervezték, könnyűszerrel megbirkózik a játékok más elemeivel is.


Az Ageia PhysX szentül hangoztatja, hogy ki fogja javítani technológiáját azáltal, hogy kihasználja majd a párhuzamos feldolgozás minden jótékony hatását, legyen az magonként egy gyengébb órajelű processzor is, áldozva ezzel az eszményi fizikára ácsingózóknak, akik talán nemhiába vásárolták meg többmagos rendszerüket. Ha viszont nincs egy jelentős piac, addig a fejlesztőknek eszük ágában sincs a PhysX-re gondolni. Mert hiába adnak el mondjuk egymillió darabot egy sikeres játékból PC-n, ha húszból csak egy játékosnak van PhysX kártyája, akkor ez a teljes eladásra vetítve csupán 50 ezer felhasználó, ami egyáltalán nem szívderítő. Más kérdés, hogy a PPU-k tulajdonosai vajmi kevés sebességnövekedésről adtak számot (alig 5-10 fps), inkább részletesebb a fizikai modellezés, másrészt szoftveresen is megoldható lenne, a játékmenet sem változik túlságosan, nem tudnak belőle előnyt kovácsolni.


Illúziókba ringatva

Mindössze egyetlen PhysX-exklúzív címről van tudomásunk, ez pedig a Cellfactor és a Cellfactor: Revolution. Techdemóként indult és a rossznyelvek szerint az is maradt az a játék, amely nem volt hajlandó elindulni az Ageia gyermeke nélkül (más kérdés, hogy szemfüles játékosok némi buherálással PPU nélkül is mozgásra bírták). Már játékként is elég sokat nyúlt a hangzatos multiplayer FPS-ektől, igazából egyedisége csupán az elszakadó ruhadarabokra korlátozódott, s a hatalmas robbanások gerjesztette törmelék-záporozásban nyűgözhette le a nagyérdeműt ideig-óráig, aztán mindenki visszatért a szeretett UT2004-éhez. A Revolution nem olyan régi cím, grafikája kicsit banális, egyszerű XBLA anyagként reménykedik egy jobb fogadtatásban.


Amíg a Havok tehát továbbra is háboríthatatlanul csücsült a fizikai engine-ek képzeletbeli trónján, addig az Ageiának bizony össze kellett kapnia magát, hogy egy nagyobb szeletet tudjon elmarni a CPU-központú dinamikus motorok palettáján. Nem sokkal később, 2006-ban lelepleződött a Havok és az Nvidia házassága, és kettejük szerelemgyermeke, a Havok FX. Összefoglalva a tudását, egy merően más megközelítéssel álltak elő a fejlesztők: a játékmeneti fizika (pl. karakterek, tárgyak mozgatása) helyett a Havok FX már környezeti fizikát futtatna, a táj élne, szélben lengedezne, a víz mozgása folyamatos lenne, több csinosító eljárással virágoztatná fel a játékot. Ám a legjelentősebb szempont egyértelműen az, hogy a fizikai számítások a videokártyán menjenek végbe, mindenféle extra hardver nélkül. Az újabb VGA-k már fel vannak vértezve ezzel a párhuzamos feldolgozással, válaszul az ATI is előhozakodott új vezérhajójukkal akkoriban, ez volt az X1900, ami már fejlettebb fizikát tudott futtatni, gyorsabban, mint az Ageia balvégzetű kártyája valaha. A Havok annyira bízott az FX-ben, hogy soha nem látott mennyiségű fejlesztőt állított rá a projektre, ám amilyen elánnal harangozták be és jelent meg, olyan gyorsan merült feledésbe.


Bimbódzó kapcsolatok

Ezek után sokakat megdöbbentett, hogy az Intel megvásárolta a Havokot. Így már szentírásnak könyvelhettük el, hogy a fizika és a CPU összefonódása kikerülhetetlen, minden úgy fog működni, ahogy azt az Intel mérnökei elgondolják. Persze megvolt a cserbenhagyott Nvidia válasza is, ha már annyira sok pénzt ölt az FX-be: teljes egészében megvásárolták az Ageia PhysX technológiáját, elkötelezték magukat, hogy az Ageia korábbi elgondolásainál is gyorsabb sebességgel futtatnák a fizikát magán a videokártyákon. Mindezt teljes csendben, a Geforce 8-as szériától kezdve jelen van a termékeikben, mindössze egy későbbi driverfrissítés után már élvezhettük is a bámulatos fizika áldásos hatását, emellett az Nvidia CUDA-ra fejlesztők képesek profitálni a GPU-k hatalmas párhuzamos számítási teljesítményéből is - ez többek között az eddig tapasztaltaktól eltérően akár négyszer gyorsabb videó kódolást is lehetővé tett. Mindennek meg is lett a hatása, az Nvidia mára 65 százalékos részesedést nyert el a piacból, így számít a világ legnagyobb GPU gyártójának, szemben az Ati és társaival. Aki 2007 óta vásárolt Geforce kártyát, az már élvezheti az Unreal Tournament 3, Mirror’s Edge, és Prince of Persia által használ PhysX motor szívderítő hatását: lengedező ruhákat, félelmetesen élethűen törő ablaküvegeket, monumentális tornádókat és más időjárási elemeket, valamint egyéb tárgyakkal való interakciót. Emellett az Nvidia már extra bónuszokkal is kedveskedik felhasználóinak, s a jövőben megjelenő játékok, úgymint a Dragon Age: Origins és a Heavy Rain is a PhysX-et használja majd.


A dolog pikantériája az, hogy néhány lelkes modder felfedte, hogy képesek PhysX programozást egyesített nyelvre, akár OpenCL-re fordítani, amely minden modern GPU-n működne, akár az ATI hardverén is. Mindazonáltal az Nvidia birtokolja a technológiát és kétlem, hogy valaha is fizetne az ősellenségének a licenszért. Nekik marad a Havok Cloth a Radeon 4000-es szériáján, megmutatva azt, hogy az asztali CPU-k irányításával is el lehet érni realisztikusabb öltözet-mozgást a karaktereken, sőt PS3-on is. A jó lelkem azt mondja, hogy OpenCL-ben legyen mindenkinek elérhető a PhysX, nem pedig csak a piac egyik, ámde nagyobb szegletének.


Szürke foltok mindig lesznek

Némileg elhanyagoltnak érzem az Xbox 360 GPU-ját, amit az ATi gyárt, vagy a PlayStation 3 RSX GPU-ját, amit viszont az Nvidia. Vajon a konzolok világába hogyan fogják átültetni az új technológiákat? Mindazonáltal rajta vagyunk egy ösvényen, ami olyan markáns játékok felé vitt, mint a Star Wars: Force Unleashed, ahol az Erőt alkamazva dobáltuk minden irányba a szegény rohamosztagosokat. Hatalmat adott nekünk a fizika, hasonlóan a Red Faction: Guerilla esetében, ahol lenyűgöző rombolást vihettünk végbe, épület, kerítés nem állhatta utunkat, pörölyünkkel kiütve a támpilléreket már azon vigyoroghattunk kajánul, hogy a fizika láncreakciója befejezte a pusztítást. Minden jelen lévő fizikai engine-nek megvannak a maga előnyei: a GTA4 Euphoria-ja például a dinamikus, csontvázalapú karakter-animációkért felel, míg a Force Unleased Digital Molecular Matterje az összetörő anyagokra is hat. Lassan elfelejthetjük azt, hogy a CPU gátat szab a folyamatos élvezetnek, a fizika számítása immár a videokártyára hárul, s ez a jövő, az tuti. Lehet találgatni, milyen lesz a folytatás!