A próxima revolução no mundo dos videojogos.

A combinação de três tecnologias de traçado de raios para a luz, voxels para as partículas e geração processual para criar os mapas do jogo levará os jogos de vídeo a uma revolução nunca antes vista no mundo dos jogos de vídeo e torná-los-á quase indistinguíveis da realidade quando lhes juntarmos a realidade virtual.

Estas tecnologias já existem há muito tempo, mas agora foram activadas para utilização em tempo real, imagem fluida e resolução ultra-alta. Tudo isto está a surgir agora e não surgiu há vinte anos porque hoje temos o hardware, especialmente placas de vídeo capazes de calcular tudo isto, e porque hoje temos uma coleção de algoritmos de software eficientes e realistas. Duas tecnologias facilitadoras, associadas a três domínios de utilização, estão prestes a levar-nos a imagens de computador com que apenas sonhávamos no cinema.

Minecraft lidera o caminho

Parece incrível que um jogo tão simples como o Minecraft seja hoje uma das pontas de lança destas tecnologias. Aqueles que me conhecem sabem que sou um de Minecraft desde que o encontrei pela primeira vez em 2012, e cada vez mais pessoas pensam que Minecraft é o melhor jogo de vídeo de sempre;

https://twitter.com/javiercuervo/status/1283717960637517828

mas o Minecraft já tem geração processual, ou seja, a criação do terreno em vez de ser feita manualmente é feita por algoritmos a partir de um ponto chamado "semente". O Minecraft é o mundo dos cubos, dos voxels, neste caso são muito grandes, um metro por um metro por um metro, mas estes cubos podem ser cada vez mais pequenos e relacionados com leis físicas para simular sólidos, líquidos e gases.

Além disso, o Minecraft foi recentemente o primeiro jogo a incorporar o ray tracing, um algoritmo para gerar imagens que calcula o percurso da luz como se fossem fotões e simula os seus efeitos nas superfícies virtuais em que incide.

A primeira coisa que aparece é o traçado de raios.

A mudança de paradigma é tão profunda que as consolas (Xbox e Playstation) que serão renovadas no final de 2020 já não medirão a sua potência pelo processador e pela memória ram, mas pela capacidade de cálculos que conseguem fazer por segundo (flops), o que até agora era um parâmetro de processamento da inteligência artificial, mas se processarmos fotões, ou melhor, grupos de fotões, como se fossem partículas individuais, precisamos de fazer muitos cálculos.

Esta revolução já tem hardware personalizado no mundo dos computadores e é liderada pela Nvidia com a sua arquitetura Turing e a próxima Ampere, cujas placas RTX atingem 130 Teraflops, ou seja, são capazes de fazer 130 triliões de operações de vírgula flutuante por segundo... e depois aparece um jogo tão simplista como o Minecraft e torna-os muito quentes, claro que não estamos a falar do Minecraft normal mas do Minecraft RTX (beta) que traz o ray tracing.

O traçado de raios é, pelo menos, tão antigo como os filmes da Pixar dos anos noventa, que já o mostravam, mas nessa altura podiam ter um supercomputador da altura a trabalhar durante uma semana para gerar uma animação de 30 segundos, ao passo que agora conseguimos fazer o cálculo em tempo real graças a algoritmos melhorados e, claro, à incrível potência das placas gráficas.

Voxelização. Separar partículas

Se separamos a luz em grupos de fotões e lhes aplicamos leis físicas como a reflexão e a refração, porque não havemos de fazer o mesmo com as partículas?

Porque é que devemos poder escavar e fazer buracos no Minecraft mas não no World of Warcraft ou no GTA?

Se tornarmos esses cubos do Minecraft cada vez mais pequenos e os unirmos através de leis físicas, neste caso: atração, inércia, tensão superficial, gravidade,... podemos fazer um gráfico digital muito mais próximo da realidade.

Redescobrir a geração de procedimentos

As tecnologias de hardware (placas gráficas) e de software (inteligência artificial) não se limitavam a calcular a luz e as partículas, mas podiam até gerar automaticamente o terreno do jogo com base em algoritmos.

A geração processual guiada por inteligência artificial permite a criação constante de novos mundos, todos eles diferentes, evitando assim a fadiga de um espaço, mas também, tal como acontece com o traçado de raios e os voxels, tem inúmeras aplicações práticas que ainda não foram imaginadas.

Conclusão, chegou a hora dos Voxelers

Quando duas tecnologias facilitadoras se juntam: novas placas gráficas e novos algoritmos com três campos de aplicação: ray tracing, voxels e geração processual, surge um mundo de possibilidades excitante que não queremos perder. Para além de ser um pouco coincidência, como resultado do confinamento e no âmbito do Juntos a partir de casa, Álvaro del Castillo e comecei a fazer workshops de Minecraft para ensinar programação Python a crianças e famílias; uma coisa levou a outra.

Álvaro criou McCoisastoda uma estrutura para criar e modificar construções do Minecraft com algumas linhas de Python; depois, um sistema para importar "esculturas" do Magicavoxel e do Blender, e até temos o demo.voxelers.com, um servidor do Minecraft onde ele trouxe quinhentas estruturas e, desde então, tem algumas delas a dançar.

Quando começámos a pensar no que aconteceria se os grandes voxels do Minecraft ficassem mais pequenos, surgiu imediatamente a necessidade de um motor de leis físicas para governar as interacções entre esses pequenos cubos ou voxels, e foi aí que o Álvaro criou o Voxelfarm e, mais tarde, um motor gráfico como o Godot para trazer tudo isso para um verdadeiro jogo de vídeo. O facto é que criámos alguns VoxelersO software é capaz de criar voxels, de mover voxels de um sítio para outro, de um software para outro, e também de fazer com que estes voxels obedeçam a leis físicas.


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