La gigantesque pile de 20 000 pommes de terre de Starfield, expliquée par les développeurs de jeux – GameTopic
Explication des développeurs de jeux sur la gigantesque pile de 20 000 pommes de terre de Starfield - GameTopic
La semaine dernière, un joueur de Starfield a fourré 20 000 pommes de terre dans le cockpit de son vaisseau, puis a tenté de fermer la porte. La vidéo est devenue virale, suscitant des réactions émerveillées de la part des joueurs et des développeurs de jeux.
Mais nous n’étions pas seulement impressionnés par l’audace de quelqu’un qui se donne tant de mal pour rassembler autant de pommes de terre. John Linneman de Digital Foundry a qualifié la vidéo de “stupefiante” car toutes les pommes de terre “ont une physique”. Mais que signifie “avoir une physique” ? Pourquoi tout le monde s’emballe-t-il autant pour un tas de 20 000 pommes de terre qui tombent dans un jeu sur l’exploration spatiale cool ?
Nous avons interrogé plusieurs développeurs de jeux pour connaître leur point de vue sur ce qui se passe réellement dans la vidéo des pommes de terre, pourquoi la plupart des jeux ne permettent pas aux joueurs de faire ce genre de chose, et si 20 000 pommes de terre qui tombent est vraiment aussi impressionnant qu’il y paraît.
20 000 Pommes de Terre sous le Moteur
Nikita Luzhanskyi, développeur d’Unreal Engine chez Pingle Studio, m’a expliqué en détail ce qui se passe lorsque deux objets entrent en collision dans un jeu. Voici une version très basique de la chose : Dans la vraie vie, la physique se produit tout simplement en permanence. Mais dans les espaces virtuels, les ordinateurs prennent du temps pour calculer toute la physique qui se produit sur tous les objets à chaque seconde. Ainsi, plus il y a de pommes de terre (ou autre chose) dans le mélange, plus il faut faire de calculs et plus les choses deviennent complexes.
“Lorsqu’on dit qu’un jeu a un taux de rafraîchissement de 60 images par seconde, cela signifie que le moteur du jeu doit traiter les données d’entrée du joueur, les appliquer au monde du jeu, calculer l’interaction des objets et des systèmes dans le jeu, et rendre l’image à l’écran”, explique Luzhanskyi. “Et il doit faire tout cela soixante fois par seconde. Lorsque nous parlons de l’interaction physique des objets dans le monde du jeu, nous devons toujours nous rappeler que plus il y a d’objets, plus le moteur doit effectuer de vérifications pour obtenir le résultat de l’interaction. Mais c’est un double tranchant. D’un côté, nous voulons obtenir le résultat le plus réaliste possible, ce qui nécessitera beaucoup de calculs, mais d’un autre côté, nous sommes limités par le taux de rafraîchissement car si nous dépassons la limite supérieure, le jeu commencera à ralentir et les joueurs n’aiment pas ça.”
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Luzhanskyi explique ensuite que les ordinateurs fonctionnent par intervalles de temps, ou “ticks” du processeur, et qu’il est nécessaire d’utiliser plusieurs algorithmes pour calculer le mouvement d’un objet entre ces ticks, chaque objet se déplaçant d’une petite distance à chaque intervalle en fonction de facteurs tels que l’accélération, la vitesse et les éventuelles collisions.
“Pour des milliers d’objets en un seul tick, vous devez calculer la position de chacun d’eux, pour chaque paire d’objets, vérifier s’ils se chevauchent, et si c’est le cas, pousser l’un hors de l’autre. Cependant, si un objet a été poussé hors d’un autre, il n’y a aucune garantie que lorsqu’il a été poussé hors de l’autre, il ne se soit pas retrouvé dans un autre objet, il faut donc vérifier plusieurs fois l’intersection entre les objets. À cause de cela, il s’avère qu’il est nécessaire d’écrire du code qui fonctionnera suffisamment rapidement et produira une image réaliste en une seule image pour obtenir une collision réaliste de centaines et de milliers d’objets.”
L’explication de Luzhanskyi était encore plus complexe que cela, et j’ai essayé de la simplifier pour cet article, mais si vous avez besoin d’une explication encore plus simple, la voici : Plus de pommes de terre = plus de calculs par seconde = plus de puissance nécessaire pour le moteur et l’ordinateur. Et il en a besoin des deux. Luzhanskyi note que si la puissance de calcul d’un PC individuel ou d’une console est importante, les moteurs de jeu modernes font beaucoup de travail de leur côté pour générer des simulations physiques réalistes. Et il ajoute que cela demande beaucoup de travail aux développeurs pour ajuster ces moteurs afin d’obtenir le résultat souhaité, surtout dans une situation comme celle-ci où très peu de joueurs sont susceptibles de rencontrer exactement la même situation.
Que pourrait-il se passer de mal ?
Nous avons donc 20 000 pommes de terre individuelles dans un gros tas qui se heurtent les unes aux autres, au sol et à une porte en mouvement. Cela signifie que si l’un des calculs décrits par Luzhanskyi est trop lent ou erroné d’une certaine manière, alors soudainement, les 20 000 pommes de terre se comportent de manière étrange et amusante sur le plan physique. Mais c’est là que réside la brillance de la vidéo de Starfield. Les pommes de terre pourraient exploser, s’envoler dans l’espace, vibrer rapidement ou adopter un autre comportement non conforme à celui des pommes de terre. Mais au lieu de cela, elles tombent doucement comme, eh bien, des pommes de terre.
« C’est impressionnant car même si beaucoup de ces pommes de terre semblent immobiles, elles simulent en réalité les lois de la physique en permanence », déclare Liam Tart, artiste principal chez Unknown Worlds. « Traditionnellement, lorsque de nombreux objets physiques sont très proches les uns des autres, cela devrait provoquer beaucoup de ‘rebonds’ lorsque chaque pomme de terre entre en collision avec celle qui est à côté, donc je m’attendrais à ce que toutes les pommes de terre sautent et vacillent légèrement. Cependant, elles semblent être très immobiles et ne bougent que lorsque la porte s’ouvre. C’est également assez impressionnant d’avoir plus de 20 000 pommes de terre simulées simultanément et de ne pas avoir de baisse significative du taux de rafraîchissement. »
Megan Fox, fondatrice de Glass Bottom Games, a été particulièrement impressionnée par l’immense tas de pommes de terre et m’a aidé à comprendre toutes les choses différentes qui auraient pu mal tourner ici. En parlant à GameTopic, Fox commence par m’expliquer la différence entre la physique du processeur central (CPU) et celle de la carte graphique (GPU) ; en bref, la physique du CPU s’exécute sur votre ordinateur et est généralement meilleure pour des simulations plus interactives où le joueur est impliqué. La physique du GPU, quant à elle, s’exécute sur la carte graphique et est meilleure pour des éléments autonomes qui doivent simplement avoir l’air cool, comme la physique des particules sophistiquée ou les gouttes de pluie. Il est plus facile d’avoir beaucoup de simulations de physique du GPU en cours simultanément, car elles n’ont (pour la plupart) pas besoin d’interagir avec d’autres éléments. Mais la physique du CPU est plus difficile à réaliser à grande échelle.
C’est pourquoi 20 000 pommes de terre empilées dans un jeu de Bethesda pourraient facilement mal tourner : toutes les 20 000 pommes de terre doivent utiliser la physique du CPU, car Bethesda “se soucie réellement des pommes de terre”, explique Fox.
« Les pommes de terre peuvent perturber le mouvement du joueur », explique-t-elle. « Les pommes de terre peuvent bloquer votre mouvement. Il est important de savoir toujours exactement où se trouve chaque pomme de terre, afin que vous puissiez diriger la caméra vers elle et afficher une petite interface utilisateur contextuelle indiquant ‘Pomme de terre <appuyez sur A pour ramasser>’, ainsi que toutes les informations liées à chacune d’elles en tant qu’entités logiques liées à des objets spécifiques avec des propriétés et des interactions spécifiques. Si vous vouliez passer les pommes de terre à la physique du GPU, vous devriez accepter de simplement lancer 100 000 pommes de terre dans une pièce avec lesquelles le joueur ne peut interagir directement qu’en les traversant et en les faisant rebondir comme des cacahuètes d’emballage. »
La physique Havok, utilisée par Starfield pour son moteur physique, a historiquement été particulièrement performante pour les simulations de physique du CPU, et plus précisément pour quelque chose appelé « dépénétration », selon Fox. La dépendéntration, explique-t-elle, correspond à ce qui se produit lorsque vous prenez une pomme de terre, puis que vous en faites apparaître une autre exactement au même endroit. Si la dépendéntration est bonne, la seconde pomme de terre apparaît proprement et reste à sa place. Mais une mauvaise dépendéntration peut entraîner des collisions explosives, ou lorsque les pommes de terre « acquièrent une soudaine vélocité infinie instantanée et se projettent dans tous les sens comme des bonbons pétillants. »
Une bonne « comportement d’empilement », poursuit Fox, nécessite que de nombreux éléments différents travaillent ensemble au sein d’une puissante simulation de physique pour s’assurer que la simulation sait exactement quoi faire avec 20 000 pommes de terre.
« Le problème est que, tout le temps dans une pile, tout s’enfonce légèrement les uns dans les autres. La boîte du dessus, à chaque image, s’enfonce (très légèrement) dans l’objet sur lequel elle repose, en raison de la gravité. À chaque image, vous corrigez alors la collision pour la remettre à sa place, de manière à ce qu’elle reste sur le dessus de la boîte et que personne ne s’en rende compte », explique Fox. « Mais si votre moteur de physique a une mauvaise dépendéntration, eh bien, vous n’obtiendrez probablement pas toujours un résultat parfaitement fluide. Cela ajoutera une petite force supplémentaire. Maintenant, imaginez que vous avez 10 000 pommes de terre toutes entassées et vous pouvez imaginer comment le tout pourrait commencer à ressembler à un tas de grains de maïs qui éclatent, non ? »
Fondamentalement, selon Fox, il semble que Havok soit vraiment très bon pour faire interagir de nombreux objets de cette manière. Elle ajoute que la plupart des simulations de CPU avec lesquelles elle a l’habitude de travailler s’effondreraient si autant de pommes de terre se trouvaient à un seul endroit, ce qui signifie que c’est soit une version plus récente ou meilleure de Havok que celle à laquelle elle est habituée, ou… peut-être qu’il n’y a en réalité pas du tout 20 000 pommes de terre là-bas ! »
Attendez, quoi ?
Une partie de la discussion de Fox et moi sur le sujet a eu lieu sur le site de médias sociaux Bluesky. Pendant ce temps, Dan Johnson, concepteur de jeux principal chez Big Blue Sky Games, un studio de développement sans lien, a fait une observation intéressante : qu’est-ce que ces gros amas ?
« Le moteur consolide-t-il les pommes de terre sous la surface ? » demande-t-il. « Le joueur a-t-il renforcé la pile avec des sacs ou quelque chose du genre pour ne pas avoir besoin de tant de pommes de terre ? Nous avons besoin d’une enquête. »
Fox ne pense pas que ce sont des sacs, car la texture est identique à celle des pommes de terre, mais n’a pas de bonne réponse sur ce que font ces énormes bosses non plus. “[Cela] me fait me demander si, oui, le moteur effectue une sorte de gonflement étrange des objets proches. Mais pourquoi feriez-vous faire cela à votre moteur ? Cela ne serait pertinent que dans les cas où les joueurs déposeraient 3 000 exemplaires d’une chose spécifique. Ce qui est rare ? Ce serait très, très drôle si Bethesda incluait une optimisation spécifique pour ‘l’idiot bébé-homme qui décide de déposer 30 000 roues de fromage au même endroit’, cependant. J’ADORERAIS que ce soit ce qui s’est passé ici.”
Des sphères de deux minutes
Alors que Fox, Johnson, Tart et Luzhanskyi étaient tous au moins impressionnés par la physique des pommes de terre de Starfield, Alex Ward, Alex Veal et Phil Maguire étaient un peu moins éblouis. Les trois travaillent chez Three Fields Entertainment Limited, le studio derrière Dangerous Golf et le prochain simulateur de conduite en monde ouvert, Wreckreation. Leur expérience de travail explique peut-être pourquoi une pile de 20 000 pommes de terre interagissant physiquement est quelque chose d’assez commun pour eux.
“Ce qui a piqué mon intérêt là-dedans – et ce n’est pas si impressionnant que ça en réalité – c’est que c’est exactement ainsi que fonctionnent toutes ces simulations d’eau incroyables que vous voyez en ligne, mais à une échelle beaucoup plus microscopique – ainsi chaque particule d’eau est simulée de cette manière – c’est pourquoi cela ressemble à un fluide se déversant hors de la porte. Donc en termes d’impressionnant-ness – les simulations d’eau que vous voyez, beaucoup d’entre elles utilisent le même type de technologie et elles sont beaucoup plus impressionnantes car il y a DES MILLIONS de choses dedans alors que là il y en a quelques centaines.
“Et si nous voulons nous vanter un instant, nous avons utilisé une partie de cette technique d’hydrodynamique des particules lissées dans la version PC de Dangerous Golf pour créer les déversements de peinture qui ont coulé sur le sol, les murs et l’écran !”
Alors qu’ils discutent, Maguire ouvre Unreal Engine et commence à essayer de créer quelque chose de similaire. En deux minutes, il parvient à créer une pile de 378 sphères qui tombent et tombent de manière réaliste à une cadence de 40 à 60 images par seconde. Pas mal pour une démonstration d’éditeur de deux minutes.
Mais Maguire admet aussi qu’il est stupéfait par le “nombre impressionnant de choses” dans la vidéo de Bethesda – 400 sphères dans un éditeur c’est une chose, mais 20 000 pommes de terre en jeu avec tout le reste dans le vaisseau ? Un défi légèrement plus difficile, et qui mérite d’être salué.
Nous avons déjà écrit sur tous les différents éléments des jeux vidéo – des portes qui fonctionnent, des plateformes mobiles, des dents, et ainsi de suite – qui semblent simples de l’extérieur mais qui sont en réalité assez complexes. Bien que des piles de 20 000 pommes de terre ne correspondent peut-être pas à la catégorie “semblent simples”, le simple fait que quelqu’un puisse ramasser une pomme de terre dans Starfield depuis un endroit et la placer ailleurs ouvre automatiquement le jeu à cette possibilité beaucoup plus complexe que les développeurs doivent prendre en compte.
Bien sûr, Bethesda aurait pu faire disparaître les pommes de terre après un certain nombre d’entre elles jetées, mais compte tenu de l’historique de sa communauté avec les roues de fromage, le résultat de 20 000 pommes de terre était probablement inévitable. Chapeau aux développeurs de Starfield pour avoir littéralement donné de l’importance à chaque pomme de terre.
Rebekah Valentine est une journaliste senior pour GameTopic. Vous avez une information à partager ? Envoyez-la à [email protected].
