«Самая красивая гонка современности»: разбор технологий Forza Horizon 5

Каким будет новое поколение гоночных игр

Гоночные игры всегда были на острие технического прогресса и отлично демонстрировали сильные стороны игровых консолей. У Nintendo есть серия Mario Kart, у PlayStation — Gran Turismo и, в случае PS3, Motorstorm, у Xbox — Project Gotham Racing, который сменила серия Forza Motorsport и ее аркадная версия Forza Horizon. Так же как Forza Horizon 2 вышла на рубеже поколений Xbox 360 и Xbox One, Forza Horizon 5 показывает лишь небольшой тизер того, что мы увидим в гоночных играх в ближайшие годы. Сковывает ли старое железо амбиции разработчиков из Playground Games и какие новые технологии все-таки удалось в ней применить? Давайте разберемся.



Действие Forza Horizon 5 перенеслось из туманной Англии в солнечную Мексику. Фишка с временами года в FH4 сменилась на множество биомов Мексики и динамические погодные условия. Теперь на одной карте можно проехать из тропического ливня в песчаную бурю, по дороге заскочив в жерло действующего вулкана. Погода в Forza Horizon 5 серьезно влияет на поведение автомобилей — в дождь асфальт становится скользким, земля превращается в грязь, с которой справится не каждый водитель на внедорожнике, бури уменьшают видимость до нескольких метров, что на скорости в 200+ км/ч приводит к феерическим авариям. Forza Horizon 5 использует автомобили и симуляцию от старшей серии Forza Motorsport, поэтому не надейтесь, что стремительный гиперкар будет настолько же эффективен в грязи как полноприводный багги.



Эта система работает вместе с новым глобальным освещением. Предыдущие части пользовались глобальным освещением по воксельной сетке — примерно как SVOGI в CryEngine. Новое глобальное освещение использует серфили — элементы поверхности, по аналогии с пикселями — элементами изображения и вокселями — элементами объема. Surfel GI рассчитывает освещение на основе поверхностей, создавая реалистичные отражения света и цвета поверхности-отражателя без утечек света. Свет рассчитывается заранее разработчиками, упаковывается в зонды освещения, которые движок сам расставляет у потенциально опасных зон, вроде входов в пещеры и туннели, помещений и т.д. Специальный вычислительный шейдер позволяет комбинировать «запеченную» информацию с динамическими источниками света, чтобы создавать реалистичные отражения света от матовых поверхностей вроде стен.

Новое освещение вместе с повышенной детализацией создают невероятно реалистичную и красивую Мексику. Даже если вы не будете проноситься по улицам на скорости в 200 км/ч и остановитесь, чтобы разглядеть фреску на стене или жителей города, то результаты вас не разочаруют. Но учитывайте, что Forza Horizon 5 — это игра про машины, поэтому модели людей смотрятся простовато и не используют даже простейшее подпокровное рассеивание. Более того, на заставках даже синхронизация губ с диалогами включается далеко не всегда, хотя простые зрители выглядят ничуть не хуже, чем случайные NPC в Assassin’s Creed: Valhalla или GTA V.



Настоящий герой Forza Horizon 5 — это прекрасная Мексика. Каждый камушек, каждая веточка, каждый сантиметр асфальта и гравия воссозданы при помощи фотограмметрии. Каждый объект и текстура были сфотографированы так, чтобы их можно было использовать для физически корректного рендеринга. Каждый объект имеет свой материал со множеством слоев, что позволяет ему корректно взаимодействовать со светом. Например, вышеупомянутая Surfel GI может работать только с физическим корректными материалами, потому что для цвета отражений используется только альбедо — чистый цвет материала, один из слоев каждой текстуры. Для создания микротекстуры на стенах домов, заборах, деревьях и прочих стационарных объектов Forza Horizon 5 использует конусную отмывку (cone step mapping) — сверхкороткую трассировку лучей в пиксельном шейдере, чтобы получить правильную светотень мелких деталей.



Джунгли в Forza Horizon 5 смотрятся не хуже городов, благодаря безумной плотности растений, их детализации и подпрокровному рассеиванию. Свет пробивает листья, создавая реалистичную игру светотени, а вокруг водопадов стоит густой туман, через который светят динамические лучи. Листья и ветки колышутся на ветру, особенно в тропическом урагане. Даже земля выглядит восхитительно — автоматическая система генерации наслаивает до 5 слоев грунта, веток и опавших листьев, но с учетом ограничений разработчиков — например, у домов и на тропинках плотность листвы поменьше, чем в буреломе. Для реалистичного освещения мелких деталей игра использует затенение в экранном пространстве — эффект, который впервые применил первый Crysis, но до сих пор очень редко появляется в играх для рендера земли.



Так же дела обстоят из с дорогами — важной частью любой автогонки. В Forza Horizon 5 даже асфальт бывает разных типов, не говоря уже про графий, проселки, лесные тропы, камень, брусчатку, вулканическую почву и песок. После дождя на дорогах образовываются лужи, в которых появляются динамические отражения, а машины по ним начинают скользить и хуже слушаться.



Но если герой Forza Horizon 5 — это Мексика, то его призвание — это машины. Playground Games впервые используют наклонные карты нормалей. Обычные карты нормалей позволяют сгладить низкополигональные модели, чтобы они выглядели гладкими, что очень важно для машин с их обтекаемыми формами, колесами, рулями и почти полным отсутствием острых углов. Наклонные карты нормалей совмещают это с информацией о затенении фонового освещения, создавая реалистичные тени в материалах и исправляя проблему «утечки света», когда освещено то, что не должно быть (классический пример: свет через закрытую дверь). Они даже могут помочь с затенением фонового освещения в зеркальных поверхностях с самоотражением вроде, сюрприз-сюрприз, автомобилей, но об отражениях мы поговорим чуть позже.



Как обычно, все машины превосходно смоделированы и текстурированы — как старые, которые уже были в предыдущих частях и серии-побратиме Forza Motorsport, так и новые, вроде Toyota Supra A90 и Ford Bronco. Каждый диод фар, каждый парковочный сенсор, каждая деталь кузовов и даже интерьера переданы с невероятной точностью. В режиме Forzavista можно даже заглянуть под капот, что совершенно не обязательно для гоночной игры с исключительно косметической системой повреждений. Forzavista также использует трассировку лучей для отражений, поэтому детали машин отражаются в ней самой — спойлер в капоте и заднем стекле, двери в боковых зеркалах. Такое пока было только в ограниченном виде в Driveclub и ожидается в Gran Turismo 7 в следующем году. К сожалению, в Forza Hoirzon 5 RT-отражения ограничены режимом Forzavista, а в игре и даже в фоторежиме используется классическая комбинация динамически обновляемых карт отражений и отражений в экранном пространстве. За фоторежим в ПК-версии особенно обидно, уж как-нибудь современное железо бы вытянуло трассировку для отражений в статике. Впрочем, во время игры никаких проблем нет, отражения в самих машинах смотрятся превосходно.



Зато трассировка лучей пробралась в рендеринг звука. Звуковой движок Forza Horizon 5 программно бросает лучи, чтобы определить расстояние от камеры до объектов, препятствий и кратчайший путь до них, а потом на основании этих данных применяет реверберацию, фейды и прочие звуковые эффекты. Интересно игра работает и с музыкой, очень похоже на феноменальную работу с песнями в Metal Gear Rising: Revengeance. Судя по всему, композиции нарезаны разработчиками на сегменты и в самые напряженные моменты вроде прыжков, сложных поворотов, заскриптованных событий и за несколько секунд до финиша музыка плавно затихает, а когда момент заканчивается и игрок условно выдыхает, музыка продолжается не с того же момента, на котором она была, а с динамического припева. Причем это работает с практически всеми композициями в игре (на классических симфониях не проверяли) во время каждой гонки и даже в некоторых ситуациях в открытом мире. Очень интересная система, особенно учитывая, что в играх звук и музыка редко работают в тандеме с игровым дизайном.



Кроме того, звук в игре отлично работает с аудиосистемами Dolby Atmos, играя не только обычными окружающими спикерами, но и каналом высоты. Ветер свистит, листья шелестят, молнии оглушают громом, паровозы пыхтят, самолеты ревут — в общем, отличная игра для современного домашнего кинотеатра.



Мы тестировали ПК-версию игры, в которой нашлись и свои недостатки. Анимации зрителей и прохожих ограничены 30 FPS — проносясь мимо них на огромной скорости вы вряд ли заметите, но все равно непонятно, что мешает разблокировать анимацию на топовых компьютерах. Как водится в играх Forza, главный метод сглаживания — обычный MSAA. Это отличный метод, но работает только с краями объектов, что не избавляет от шиммеринга внутри текстур, не сглаживает текстуры с прозрачностью вроде листвы, плохо помогает с объектами размером менее 1 пикселя вроде проводов вдалеке. Игра позволяет дополнить сглаживание FXAA, но это старый и не очень эффективный пост-эффект сглаживания. Современные версии TAA или DLSS помогли бы избавиться от этого шиммеринга, который только усиливается в разрешениях меньше 4К.

Конфигурация тестового компьютера