Проснись, самурай, некстген уже здесь. Технический анализ Cyberpunk 2077

Как передовые графические технологии поставили авторов игры в очень неловкое положение

Скандал вокруг Cyberpunk 2077 шумит уже с пару недель, в том числе — и по причинам сугубо техническим. На консолях прошлого поколения игра идет с частотой кадров на грани фола и регулярно вылетает, новые PlayStation 5 и Series X с проектом вроде и справляются, но вот версию с некстген-графикой получат лишь через несколько месяцев. Некстген сейчас доступен на ПК, но и там не без нюансов — на максималках с игрой не справляются даже компьютеры за тысячи долларов.

Но Cyberpunk 2077 интересен и тем, что показывает нам, как игры станут выглядеть в ближайшие годы — собственно, желание сделать максимально навороченную графику и стало одной из основных причин проблем. Сегодня мы решили взглянуть подробнее на технологии, использованные CD Projekt Red.

Убийца процессоров

Cyberpunk 2077 сделан на REDengine 4, последней версии собственного движка CD Projekt Red. Он специально разработан для игр с видом от первого лица, переход на который сложно было реализовать в предыдущих версиях, сделанных для “Ведьмака”. REDengine 4 полностью поддерживает физически корректный рендеринг и работает с материалами гораздо лучше, чем это было реализовано в “Ведьмаке 3”, где практически все материалы выглядели матовыми и будто нарисованными.

Что бросается в глаза при первом же визите в Night City — это количество деталей. Свалка буквально забита ржавыми стиральными машинами, холодильниками и микроволновками. Логово хакера завалено коробками от пиццы и прочим фастфудом. Подсобка стрипклуба — одеждой сотрудниц и разными мелочами. А улицы еще живее, потому что по ним ходят толпы людей, а машин так много, что они начинают сбиваться в самые настоящие пробки.

Ваш браузер не поддерживает этот элемент

Все это делает Cyberpunk 2077 непривычно требовательной к CPU. Если вы играете на ПК со старым или слабым процессором, то во время быстрой езды любое действие, которое игра от вас не ожидала (переключение радиостанции, например), может привести к фризу. Это не зависание и не ошибка, просто процессор оказывается перегружен потоковым разжатием данных игры. У REDengine 4 в приоритете быстрый стриминг текстур, моделей и освещения, но при неожиданных действиях со стороны игрока может отключиться музыка и GPS-навигация. Кстати, именно требовательность к процессору и стала одной из основных причин проблем консольной версии. Но об этом позже.

Другой важный элемент киберпанк-эстетики — объемное освещение. Cyberpunk 2077 следует заветам “Бегущего по лезвию”, поэтому дым, туман, пар, газ здесь повсюду, и все они освещаются и окрашиваются динамическими источниками света. Обычно в играх экономят даже на самих атмосферных эффектах, а освещение в реальном времени настолько редко и ресурсозатратно, что даже в Crysis Remastered этот эффект не вернули, хотя он и был в оригинале 2007 года. В Cyberpunk же освещаются даже частицы, вроде пыли от едущей машины.

Несмотря на глубокую интеграцию трассировки лучей, Cyberpunk 2077 дополняет их огромным количеством эффектов в экранном пространстве. Например, мелкие тени от волос, очков и прочих аксессуаров и даже некоторые отражения.

Неоновые лучи

CDPR глубоко интегрировала в игру множество эффектов трассировки лучей — отражения, глобальное освещение, рассеянный отраженный свет и затенение фонового освещения. Пока они работают только на NVIDIA RTX, но разработчики обещают со временем добавить поддержку на последних картах AMD, а также на консолях нового поколения, которые используют графические чипы от этого производителя. Впрочем, многого ожидать не стоит: тесты показывают, что AMD очень сильно отстает от NVIDIA по производительности трассировки лучей и у нее нет спасательного круга вроде DLSS, чтобы помочь видеокарте с тяжелейшей нагрузкой.

Отражения — самый заметный эффект. Как в любом современном городе, Night City построен из современных материалов вроде стекла, металла, плитки, глянцевого пластика, которые зеркально отражают окружение. Cyberpunk 2077 и так очень яркая игра с огромным количеством цветных источников света, но RTX-отражения делают ее еще красивее.

Что интересно, как и в Watch Dogs: Legion, отражения в Cyberpunk 2077 имеют очень низкий cutoff, т.е. они взаимодействуют не только с зеркальными поверхностями, но и добавляют рассеянный свет на матовых материалах, вроде бетона. RTX симулирует движение фотонов света, что гораздо проще сделать при зеркальных отражениях, потому что лучи летят по предсказуемой траектории, а матовые материалы рассеивают их во все стороны, что существенно усложняет расчеты. Но благодаря этому в Cyberpunk 2077 очень равномерные и реалистичные отражения на всех типах поверхностей.

С RTX-тенями и затемнением фонового освещения все как обычно. В Cyberpunk 2077 трассируются только тени от солнца и луны, остальные рендерятся классическими каскадами. Ничего плохого в этом нет, в глаза совершенно не бросается, а для игры в открытом мире с динамической сменой дня и ночи реалистичные тени от небесных тел важнее, чем в помещениях, где их можно просчитать заранее. Ну и затенение фонового освещения добавляет глубины мелким деталям, там, куда свет не должен доходить.

Но самая главная фишка RTX в Cyberpunk 2077 — это глобальное освещение. Технология настолько тяжелая, что встречается всего в нескольких играх (в первую очередь, в Metro Exodus). Этот алгоритм вычисляет отраженный свет (или его отсутствие), заполняя тени в сложной архитектуре Найт-Сити. Cyberpunk 2077 даже в обычном рендерере использует очень хорошую систему глобального освещения, но RTX выводит ее на совершенно другой уровень реализма.

Обратная сторона всей этой красоты — это, конечно, производительность. В нативном разрешении 4К Cyberpunk 2077 может поставить на колени даже RTX 30-ой серии, не говоря уж про более слабые карты. Но, конечно, на выручку приходит алгоритм реконструкции изображения DLSS, который позволяет рендерить игру в более низких разрешениях и восстанавливать их при помощи машинного обучения с минимальными потерями. С DLSS можно играть на максимальных настройках даже в 4К60 (с просадками, конечно, но тем не менее!) или в 1080p и 1440p на мониторах с высоким фреймрейтом, но тут уже ваша производительность будет упираться в процессор, а не видеокарты.

«Доделаем в посте»

Завершающий штрих каждого кадра игры — это пост-эффекты, которые в Cyberpunk 2077 сделаны, наверное, лучше, чем в любой другой игре. Она очень хочет выглядеть как старое кино, снятое на древние, собранные вручную анаморфотные кинообъективы, вроде тех, на которые 40 лет назад Ридли Скотт снимал “Бегущего по лезвию” и “Чужого, а Джордж Лукас — “Звездные Войны”. Постэффекты размывают края кадра и расслаивают все на экране, даже интерфейс, на RGB-слои, имитируя эффект хроматических аберраций в оптике.

В заставках и фоторежиме включается эффект глубины резкости. Один из лучших в играх, хотя все равно уступает черной магии последних версий Unreal Engine 4, которые умудряются правильно размывать даже объекты на переднем плане. REDengine 4 (как и Frostbite 3) наверняка так тоже умеет, но в финальную версию игры высококачественный шейдер не попал. Впрочем, дополнительные спецэффекты есть шанс увидеть в будущем: вспоминаем историю с “Ведьмаком 2” — уже вышедшая игра получила в версии для Xbox 360 новую модель освещения и некоторые спецэффекты, которые затем добавили и на PC.

О цветокоррекции мы, игроки, никогда не задумываемся, но Cyberpunk 2077 выглядит так, будто игру сняли на кинопленку. Цвета яркие, но не никогда не чистые — красный уходит в оранжевый, желтый слегка зеленит, а синий такой светлый, что почти белый. CD Projekt Red использует HDR-рендеринг, чтобы выдавать не близкую к жизни или фотографии картинку, а крайне стилизованный оммаж на их любимые фильмы.

Что пошло не так с консолями?

Мы не тестировали консольные версии, но наши коллеги из Digital Foundry, NX Gamer и практически все люди с глазами уже проверили — на Xbox One и PS4 Cyberpunk 2077 работает отвратительно. На обновленных Xbox One X и PS4 Pro чуть лучше, но тоже очень плохо. CD Projekt Red выпустила официальное заявление, в котором признает проблемы с производительностью и графикой на консолях прошлого поколения и обещает их исправить. Однако поляки — опытные разработчики, которые уже выпустили на этих системах одну из самых признанных игр последнего десятилетия. Что пошло не так?

Как мы писали выше, Cyberpunk 2077 очень требовательна к центральному процессору. Самая важная часть нагрузки — это потоковое разжатие файлов. Все четыре консоли прошлого поколения используют процессоры на основе не самой удачной архитектуры AMD Bulldozer, причем в ее ослабленной версии для ноутбуков под названием Jaguar. Digital Foundry показала момент в начале прохождения, когда игра просто остановилась почти на минуту, в то время как сама консоль продолжала работу.

Другой важный фактор — количество и скорость оперативной памяти. Убедительные в 2013 году 8 Гб ОЗУ не успевают выгружать низкокачественные текстуры и модели для персонажей вдали и подгружать высококачественные LOD0, что приводит к феерическим скриншотам и видео на YouTube. Зато хоть весело. Xbox One X справляется с подгрузками и текстурами гораздо лучше всех остальных собратьев в основном благодаря лишним 4 Гб оперативной памяти, вопреки слухам, что это целенаправленный саботаж CDPR из-за их рекламного контракта с Microsoft.

И последний источник проблем — это, конечно, жесткий диск. Все консоли предыдущего поколения используют HDD со смехотворной скоростью 5400 оборотов в минуту и интерфейсом SATA II. Именно он ответственен за радикальное уменьшение детализации, количества машин и пешеходов по сравнению с мощными PC, Xbox Series и PS5. Можете даже проверить — в настройках ПК-версии есть переключатель режима “медленного HDD”.

Технические объяснения — это прекрасно, но играть в Cyberpunk 2077 на консолях прошлого поколения в 15-25 FPS практически невозможно. Подгрузки можно исправить, упростить стриминг, уменьшить разрешение текстур… более того — многое уже сделано в вышедших патчах. Но факт остается фактом: Cyberpunk 2077 делали под современные ПК и консоли нового поколения, она не предназначена для старых консолей, а основная ошибка CD Projekt — то, что ее на этих консолях вообще пообещали и выпустили. Репутационный ущерб, который компания сейчас несет, не факт, что меньше недополученной прибыли.

Некст-ген на некст-гене

Раз уж на старых консолях все плохо, то на новых, должно быть, все нормально, да?
К сожалению, пока нет.

И на Xbox Series, и на PS5 Cyberpunk 2077 работает в режиме обратной совместимости. Т.е. технически это та же самая игра, что и на PS4 и Xbox One, только с максимальной возможной производительностью. Некст-ген патчи будут только в следующем году.

PS5 выглядит абсолютно так же как PS4 Pro, но без проблем с подгрузками и зависаниями. Более того, она работает в 60 FPS. Xbox Series X интереснее. На этой консоли есть два режима — производительность и качество. В первом игра работает в 1080p60, но с графикой Xbox One. Во втором разрешение существенно выше, есть уникальные эффекты вроде затенения фонового освещения и повышенной плотности толп и автомобильного трафика, но только 30 кадров в секунду. Однако этот вариант Cyberpunk на Series X иногда страдает от подвисаний, как и на консолях прошлого поколения.

Самая же интересная версия — Xbox Series S. Она работает в 1296p в 30 FPS, в ней есть все эффекты Series X, и она практически не тормозит и не зависает.

Интересная особенность версии PS5 — на ней практически отсутствуют фризы, даже в сравнении с игрой на мощном ПК. Секрет консоли от Sony, скорее всего, в быстром SSD и новом аппаратном ускорении сжатия и разжатия игровых файлов на этой консоли. Разработчики других игр рассказывали, что все необходимые процессы происходят автоматически — они используют текстуру, консоль ее получает, а сжатием и разжатием занимаются инструменты разработки и сама PS5. По словам Фила Спенсера, разработчики получили девкиты Xbox Series только летом, скорее всего, CDPR не успели толком разобраться с премудростями новых технологий, а в PS5 все сделали за них.

CD Projekt Red провели титаническую работу над Cyberpunk 2077. Еще ни одна игра не выглядела такой детализированной, наполненный контентом и при этом такой большой. Даже чемпионы прошлого, вроде Batman Arkham, выглядят устаревшими рядом с залитым солнцем и неоном Night City. Это одна из самых требовательных игр к процессору, поэтому порты на консоли предыдущего поколения были обречены с самого начала разработки — и мы не уверены, что проблемы удастся до конца решить оптимизациями и патчами.

Но если какая-то игра и стоит апгрейда до новой консоли или компьютера, то это именно она. Разработчики обещают в следующем году выпустить версии для Xbox Series и PS5, плюс есть шансы увидеть что-то новое и на ПК. В игре есть простор как для оптимизации производительности, так и для “подкручивания” эффектов — текстуры, более сложную глубину резкости, создание лучей света в дыму эффектом Тиндаля… и встроенный бенчмарк не помешал бы. С интересом посмотрим, как авторы Cyberpunk 2077 будут решать проблемы проекта и одновременно улучшать производительность.