Кубик за кубиком: разработка игр нового поколения с LEGO* Minifigures Online

Авторы: Landyn Pethrus (Intel), FILIP S. (Intel), 8 июня 2015 г.

Загрузить  Lego Minifigures Optimization.pdf

Создавая игры для ПК на базе Microsoft Windows* и мобильных устройств Android*, разработчики открывают для себя уникальные возможности расширения рынка. Стратегически важной задачей становится оптимизация графики для процессоров Intel^® Core™и Intel^® Atom™.

Раньше на мобильных устройствах люди играли в основном в казуальные игры. Сейчас все изменилось. Эволюция игр для мобильных устройств обеспечила небывалый рост доходов в этой сфере. Согласно исследованиям рынка, проведенным компанией Newzoo, к 2015 году мобильные устройства займут лидирующую позицию по объему доходов игровой индустрии, оставив позади консоли. Ожидается также, что к 2015 году прибыль в сфере мобильных игр достигнет 30 млрд, а к 2017 — 40,9 млрд долл. США¹.

Компания Funcom уже более 20 лет занимается разработкой компьютерных игр. Основываясь на своем многолетнем опыте, она выпустила игру LEGO* Minifigures Online (LMO), предназначенную для ноутбуков-трансформеровна базе архитектуры Intel^®и для планшетов Android. Funcom и раньше радовала нас прекрасными играми, такими как The Longest Journey (59-е место в списке MetaCritic «100 лучших компьютерных игр всех времен»)², Anarchy Online*, Age of Conan* и The Secret World*. Игра LMO стала не менее успешной. Благодаря оптимизации работы с графикой качество изображения LMO на обеих платформах просто потрясающее.

Улучшенные методы синхронизации пикселей для графических адаптеров Intel^®

Корпорация Intel занимает лидирующие позиции в индустрии, постоянно внедряя новые решения в сфере компьютерной графики. В существующих аппаратных средствах обработки графики Intel^®уже реализована поддержка DirectX* 12 и других мощных возможностей игр нового поколения. В качестве примера можно привести улучшенные методы синхронизации пикселейдля DirectX 11, в которых используются программируемые функции смешивания.

Этот набор методов получил широкое распространение и вошел в стандарт DirectX 12 (под названием Raster Ordered Views). Его поддержка также реализована в аппаратном обеспечении других производителей (например, Nvidia Maxwell*) и в OpenGL* с расширением GL_INTEL_fragment_shader_ordering.

С помощью данного расширения от Intel разработчики могут установить порядок обработки шейдеров, чтобы реализовать такие функции, как настраиваемое смешивание, отображение объемных теней или порядко-независимая прозрачность. Таким образом, обработка пикселей становится строго детерминирована. Разработчик не только устанавливает последовательность доступа к пикселю, но и синхронизирует доступ нескольких пиксельных шейдеров. Поскольку в аппаратном обеспечении Intel^®поддержка сериализации обеспечивается только для перекрывающих друг друга пикселей, это никак не сказывается на производительности остальной части программы.

В качестве примеров можно привести несколько алгоритмов, реализованных на основе данного набора функций.

• Технология отображения теней AVSM (Adaptive Volumetric Shadow Maps)
• Порядко-независимая прозрачность (для Androidи Windows)
• Настраиваемое смешивание

Для реалистичного отображения дыма и облаков в игре LEGO Minifigures Online (на устройствах Windows и Android) используется технология AVSM. На рисунках 1–4 приведены примеры сцен из игры, запущенной на ноутбуке-трансформере Intel, с использованием технологии AVSM и без нее. Благодаря технологии AVSM изображение становится более реалистичным и качественным. Поддержка данной технологии будет реализована на планшетах Android на базе процессоров Intel Atom x5 и x7.

Рисунок 1.Сцена Actually Hopping Antelope – Level 2. Технология AVSM отключена

Рисунок 2.Сцена Actually Hopping Antelope – Level 2. Технология AVSM включена

Рисунок 3.Сцена Scarlet Serrated Brainiac – Level 5. Технология AVSM отключена

Рисунок 4.Сцена Scarlet Serrated Brainiac – Level 5. Технология AVSM включена

Поддержка различных платформ и масштабируемость

Игра LEGO Minifigures Online оптимизирована для четвертого поколения процессоров Intel Core. Для ноутбуков-трансформеров в ней предусмотрены два режима использования: высокопроизводительный режим ноутбука и режим планшета для более спокойной обстановки (см. рис. 5 и 6). Благодаря этому пользователи могут играть в LMO когда хотят, где хотят и в том режиме, в каком хотят.

Рисунок 5.Сцена Scarlet Serrated Brainiac – Level 5 врежименоутбука

Обратите внимание на расположение и размер игровых кнопок. Во втором случае использовать их гораздо удобнее.

Рисунок 6.Сцена Scarlet Serrated Brainiac – Level 5 врежимепланшета

Благодаря поддержке улучшенных графических возможностей на платформах Intel^®участвовать в игре могут пользователи самых разнообразных устройств (настольных ПК и ноутбуков Windows, ноутбуков-трансформеров и планшетов на базе процессора Intel Atom с ОС Windows и Android).

Энергоэффективные процессоры Intel^® Core™

Одним из важных факторов, влияющих на общее впечатление от игры, является ее оптимизация с целью сокращения расхода энергии. От этого может зависеть то, какой отзыв игра получит у пользователей. Нередко даже хорошие игры получают плохие оценки из‑за быстрого расхода аккумулятора. Недовольные пользователи ставят им минимальный балл и жалуются, что они буквально «убивают аккумулятор».

Совместными усилиями компаниям Intel и Funcom удалось реализовать режим энергосбережения для игры LEGO Minifigures Online. Пользователи могут включать и отключать его по желанию (см. рис. 7). За счет этого срок работы от аккумулятора увеличивается до 80 %, если игра запущена на процессорах Intel Core 4-го поколения,
и более чем на 100 % на процессорах Intel Core 5-го поколения³.

Рисунок 7.Энергосберегающийрежимигры LEGO* Minifigures Online

Лучший способ сократить расход аккумулятора — это уменьшить объем работ, выполняемых центральным и графическим процессорами. Для этого в энергосберегающем режиме игры LEGO Minifigures Online частота ограничена значением 30 кадров в секунду, а анизотропная фильтрация, постпроцессинг FX и сглаживание отключены.

Таким образом удается продлить срок службы аккумулятора за счет снижения времени обработки каждого кадра и перехода процессоров в режим меньшего потребления энергии при простаивании. Подробная информация об оптимизации расхода аккумулятора представлена в материалах конференции разработчиков игр 2015 года: Энергосберегающее программирование: как компании Funcom удалось увеличить игровое время Lego Minifigures на 80 % (Power Efficient Programming: How Funcom increased play time in Lego Minifigures by 80%).

Оптимизация для устройств Android на базе процессоров Intel^® Atom™

В 2014 году компания Intel выпустила более 40 млн. процессоров для планшетов, тем самым перевыполнив свой годовой план⁴. Сейчас Intel занимает лидирующую позицию среди поставщиков планшетов и постепенно усиливает свое влияние на рынке устройств Android. Корпорация Intel продолжает развиваться и в 2015 году выпустила процессоры Intel Atom x5 и x7 на базе компактных энергоэффективных однокристальных систем (SoC) с использованием передового техпроцесса 14 нм.

• Улучшение производительности для игрза счет использования восьмого поколения графических адаптеров Intel Graphics, поддержки 64-разрядных систем и многозадачности.
• Более долгий срок службы аккумулятораблагодаря реализации технологий экономии энергии Intel^® Display Power Saving Technology и Intel^® Display Refresh Rate Switching Technology, которые позволяют сократить лишний расход на подсветку панели и обновление кадров.

Чтобы оптимизировать LEGO Minifigures Online для устройств Android, в первую очередь следует обратить внимание на собственную компиляцию платформ Intel. Для запуска сторонних бинарных файлов, например скомпилированных для ARM*, на процессоре Intel Atom нужно использовать JIT-компилятор, что влечет за собой дополнительные нагрузки, необходимость предварительной автономной оптимизации и увеличение времени загрузки.

Чтобы преодолеть подобные ограничения, Intel совместно с Funcom включили собственные бинарные файлы для архитектуры Intel в пакеты установки Android. Поддержка игр для Android с помощью движка Unity* на практике реализована напрямую. Подробная информация приведена в статье Intel^® Developer Zone Поддержка архитектуры x86 для приложений Android* с помощью движка Unity* (Adding x86 Support to Android* Apps Using the Unity* Game Engine). Подробнее см. в статьях Google Play* Store Submission Process: Android* APKи How to Publish Your Apps on Google Play* For x86-based Android* Devices Using Multiple APK Support.

Заключение

Архитектура Intel — это прекрасный выбор для разработчиков игр и отличная возможность увеличить долю рынка. Оцените потрясающую игровую графику, реализованную за счет специальной оптимизации. Поддержка игр предусмотрена для широкого ряда устройств — от последних моделей настольных систем до ноутбуков, устройств-трансформеров и планшетов на базе Intel Atom. Данная архитектура объединяет в себе все необходимое для каждой платформы, широкий набор полезных функций и средства поддержки развивающегося рынка мобильных игр в будущем.

Об авторах

Филип Стругар (Filip Strugar) разрабатывает ПО для работы с графикой в корпорации Intel. В прошлом занимался разработкой компьютерных игр. Стругар увлекается разработкой алгоритмов, создает такие проекты, как CMAA, и стремится всячески улучшить решения, которые Intel предлагает любителям компьютерных игр.

Лендин Петрус (Landyn Pethrus) — инженер Intel, ярый поклонник компьютерных игр и любитель поковыряться в «железе».  В свободное от игр и учебы время Лендин любит порыбачить на берегу реки в Орегоне.

Чтобы получить подробную информацию, обратитесь в сообщество разработчиков игр
на веб-сайте https://software.intel.com/ru-ru/gamedev/tools.

¹ Newzoo BV, «К 2014 году доход глобального рынка мобильных игр достигнет 25 млрд долл. США». 29 октября 2014 г. www.newzoo.com/insights/global-mobile-games-revenues-top-25-billion-2014/.

² По данным CBS на 25 апреля 2015 г. www.metacritic.com/browse/games/score/metascore/all/pc.

³ Источник: оценка расхода аккумулятора по результатам внутренних испытаний Intel^®. Подробнее см. на веб-сайте https://software.intel.com/sites/default/files/managed/4a/38/Power_Efficient_Programming_GDC_2015_Final.pdf.

⁴ Брайан М. Кржанич (Brian M. Krzanich), генеральный директор Intel, письмо акционерам, годовой отчет Intel за 2014 г. http://www.intc.com/common/download/download.cfm?companyid=INTC&fileid=819111&filekey=43FE7343-2D01-42E3-A09C-99A3BDEAEEE9&filename=Intel_2014_Annual_Report.pdf.

Примечания

Данный документ не предоставляет явной или подразумеваемой лицензии, лишения права возражения или иных прав на интеллектуальную собственность.

Intel отказывается от всех явных и подразумеваемых гарантий, в том числе от подразумеваемых гарантий обеспечения прибыли, пригодности для определенной цели, соответствия нормам, а также от гарантий, связанных с производительностью, работой или коммерческим использованием продукции.

В данном документе приведена информация о продуктах, услугах и процессах, находящихся на стадии разработки. Информация в данном документе может быть изменена без предварительного уведомления. Обратитесь к представителю Intel, чтобы получить свежие прогнозы, графики, планы и характеристики.

Продукты и услуги, описанные в данном документе, могут содержать ошибки и неточности,
из-за чего реальные характеристики продуктов могут отличаться от приведенных здесь.
Уже выявленные ошибки могут быть предоставлены по запросу.

Копии документов с порядковым номером, ссылки на которые приведены в этом документе, можно получить, обратившись по телефону 1-800-548-47-25 или на веб-сайте www.intel.com/design/literature.htm.

Intel, логотип Intel, Intel Atom и Intel Core являются товарными знаками корпорации Intel в США и (или) в других странах.

* Прочие наименования и товарные знаки могут быть собственностью третьих лиц.

© Корпорация Intel, 2015 г.