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Dal ray tracing all'IA: il gaming e i migliori progressi tecnologici dell'ultimo decennio

(Image credit: TechRadar)

Già nel 2010, il lancio di Halo: Reach ebbe molto successo. Quasi dieci anni dopo, la versione rinnovata per PC ha ricevuto ancora una volta il plauso della critica chiudendo un decennio.

Molto è cambiato in questi dieci anni e adesso potete godervi Halo: Reach in 8K a 60 fotogrammi al secondo (se il budget per l'hardware del vostro PC non è un problema).

E, naturalmente, molto di più è cambiato nel vasto mondo dei videogiochi dal 2010 ad oggi. In questo articolo, metteremo in evidenza tutta una serie di progressi tecnologici che riteniamo abbiano avuto un grande impatto nel settore gaming.

Tra questi, l'introduzione del ray tracing, l’adaptive sync e gli enormi passi in avanti sui tecnologie già esistenti come il motion capture, insieme ad altre innovazioni che hanno permesso di rendere i giochi molto più realistici, coinvolgenti e molto altro ancora.

Ray tracing

Control in ray tracing

(Image credit: Remedy Entertainment)

Il ray tracing non è una novità nel mondo del cinema ma lo è nei giochi, e ha avuto un grande successo quando Nvidia ha lanciato le sue schede grafiche GeForce RTX nel 2018, anche se il ray tracing era apparso in precedenza su PC ma in modo molto limitato con le prime dimostrazioni tecniche.

Per i non addetti ai lavori, ammesso ci sia ancora qualcuno che non abbia sentito parlare di questa tecnologia, si tratta di tracciare i percorsi dei singoli raggi di luce (come suggerisce il nome) per creare una rappresentazione realistica di come la luce si diffonde nel mondo reale. Il risultato sono ombre, riflessi e così via molto più realistici, per una grafica molto più bella a tutto tondo rispetto alla rasterizzazione, il metodo tradizionale di rendering in tempo reale.

Nonostante questo, le GPU RTX, durante il loro lancio, non sono state immuni da critiche: un certo numero di persone, infatti, sostenevano che il ray tracing era in realtà un’invenzione scellerata di Nvidia per vendere un maggior numero di schede grafiche più costose. E anche se c'è un fondo di verità in questo (fa certamente parte di un piano per dominare ulteriormente il mercato GPU), non si  tratta di una mera una spinta di marketing per fare soldi.

Innanzitutto, tenete presente che il ray tracing non è una tecnologia esclusiva di Nvidia, ma un passo avanti sul fronte della grafica in tutta l'industria dei videogiochi. Il suo sviluppo per PC includerà la partecipazione di AMD e Intel, e in effetti Microsoft ha già creato un supporto al ray tracing proprio nelle DirectX 12.

Ma, cosa ancora più importante, entrambe le console Microsoft e Sony di prossima generazione includeranno il ray tracing. Lo sviluppatore Tatu Aalto, responsabile della parte grafica di Remedy (che ha sviluppato Control), sottolinea che il ray tracing che arriverà su Xbox Series X e PS5 rappresenta un "cambiamento fondamentale nel modo di avvicinarsi alla computer grafica".

Sembra abbastanza chiaro, quindi, che tutti i principali sviluppatori di giochi lavoreranno alla fine sul ray tracing e molti di loro lo stanno già facendo. Control ha un aspetto fantastico e utilizza il ray tracing con elementi come l'illuminazione diffusa, i riflessi sul vetro e i detriti ultra realistici, il che significa che, rispetto alla normale grafica del gioco, c’è una differenza assoluta come tra il giorno e la notte.

Ora, prima di lasciarci prendere troppo la mano, ci sono diverse considerazioni da tener presente con il ray tracing nel suo stato attuale. Ci sono serie difficoltà infatti per quanto riguarda le prestazioni raggiungibili utilizzando questa tecnica, in particolare al di fuori delle schede grafiche RTX, e i giochi hanno diversi livelli di supporto, così per esempio Call of Duty: Modern Warfare genera solo le ombre con il ray-tracing.

Visto che però tutti iniziano ad adottare la tecnologia e le GPU si evolvono e vengono continuamente migliorate in ogni aspetto (complete di driver e innovazioni software) per sviluppare al meglio il ray tracing, possiamo aspettarci un maggior numero di nuovi giochi (e, a dire il vero, anche quelli vecchi) che integreranno questi effetti, in particolare con l’arrivo delle console di nuova generazione. Insomma, sembra che il futuro della grafica videoludica  abbia preso il via, più o meno, già nel 2018.

Motion capture

Il motion capture, noto anche con l’ abbreviazione mo-cap, non è una novità, ovviamente. Il processo di catturare i movimenti degli attori, tradizionalmente attaccando un centinaio di palline da golf ad uniforme nera elastica, per rendere i personaggi più realistici nei giochi è in giro dagli anni '90, e molto prima di allora nei film. Nell'ultimo decennio, però, sono stati fatti in questa tecnologia alcuni grandi passi avanti che vale la pena sottolineare come rivoluzionari, portando il processo di animazione a un nuovo livello di realismo.

Hellblade: Senua's Sacrifice, un'action-adventure del 2017 dei Ninja Theory, ha utilizzato il sistema di motion capture in tempo reale di Vicon (mostrato nel video qui sopra) per facilitare espressioni incredibilmente realistiche e accoppiato con l'Unreal Engine di Epic è riuscito a dare risultati eccezionali in termini di realismo.

Tuttavia, come sottolinea Engadget, c'era ancora qualche problema per quanto riguardava lo sviluppo del mo-cap in tempo reale, come il fatto che l'attore doveva attenersi a un insieme di azioni approssimativamente coreografate in modo che il software potesse tenere il passo. Ma ora, l'ultima demo mo-cap "Siren" di Vicon ed Epic offre un vero e proprio live motion capture, in cui un attore umano può fare quello che vuole, con i risultati trasferiti direttamente su un avatar 3D sullo schermo.

Rispetto a Hellblade, la potenza di calcolo e la potenza delle schede grafiche sono aumentate in modo massiccio. Il direttore delle vendite di Vicon, Jeffrey Ovadya ha dichiarato a Engadget: "Unreal Engine ha aggiunto ancora più capacità e ancora più realismo, così all'improvviso, e tutti gli sforzi impiegati per lo sviluppo di Senua’s Sacrifice adesso richiederebbero un minor impegno, meno tempo, potendo raggiungere lo stesso risultato più velocemente".

"Quindi, se stavano valutando lo stesso tempo per la realizzazione di un progetto, diciamo 100 ore, e la parte del mo-cap ne richiese 80 per Senua’s Sacrifice, per Siren ci è voluta un'ora".

Con il motion capture che sta diventando sempre più semplice e facile da realizzare, gli sviluppatori saranno in grado di utilizzare questo processo più facilmente e avranno più tempo a disposizione per affinare i dettagli visivi e le animazioni, con il risultato finale di giochi molto più realistici e coinvolgenti (in congiunta, ovviamente, agli sviluppi del ray-tracing di cui si è parlato sopra).

Adaptive sync

Nvidia G-Sync

(Image credit: Nvidia)

Le tecnologie G-Sync di Nvidia e FreeSync, rivale di AMD, sono state introdotte a metà dell'ultimo decennio e vengono implementate nei monitor per eliminare lo screen tearing e lo stuttering. In altre parole, mirano a dare un'esperienza di gioco più fluida, a favore soprattutto degli sparatutto in prima persona in cui qualsiasi tipo di stuttering può peggiorare la mira.

C'è un pensiero comune espresso online quando i potenziali acquirenti domandano se vale la pena comprare un display con G-Sync o FreeSync, ovvero coloro che già ne possiedono uno dicono che non potrebbero mai tornare ad un monitor normale , dopo aver testato un’esperienza di gioco fluida a prescindere da quale sia il tipo di adaptive sync che abbiano scelto.

La scelta di un monitor con tecnologia adaptive sync si è sempre tradotta in un confronto diretto tra AMD e Nvidia. I monitor supportati da  AMD sono tradizionalmente più economici perché la tecnologia non è proprietaria, cosi come non richiede hardware proprietario il monitor, quindi il supporto di tale tecnologia non implica un ulteriore costo ai produttori.

Inoltre, in passato, era necessario avere una scheda grafica Nvidia o AMD per utilizzare il G-Sync o FreeSync, rispettivamente, e mancava un’ implementazione cross-brand. Tuttavia, la situazione è cambiata di recente, quando Nvidia ha fatto una mossa per consentire alle sue GPU serie 10 e a quelle più recenti di supportare l’adaptive sync su monitor di terze parti, compresi i modelli FreeSync.

Ancora più entusiasmante per molti giocatori, il fatto che queste tecnologie di sincronizzazione adattiva non sono più limitate ai soli monitor. Man mano che i televisori 4K sono maturati e sono diventati notevolmente più economici, un altro aspetto positivo da ricordare di questo decennio, abbiamo assistito all'introduzione del VRR (Variable Refresh Rate) con HDMI 2.1. Ciò significa che ora esistono televisori a grande schermo che supportano l’adaptive sync, ad esempio LG ha introdotto il G-Sync nella sua gamma di OLED 2019.

Inoltre, questo apre le porte anche alle console, dato che Xbox One X supporta la tecnologia VRR (ma c'è un avvertimento: solo alcuni giochi ne trarranno vantaggio). Tuttavia, con le console di nuova generazione, possiamo aspettarci un'ulteriore spinta in questa direzione dato che abbiamo sentito recentemente che la PS5 e la Xbox Series X così come le schede grafiche AMD potrebbero funzionare con i futuri monitor Nvidia G-Sync.

Un gameplay fluido è tanto importante quanto la grafica realistica e coinvolgente, soprattutto quando si tratta di giocare online in modo competitivo. Quindi, per noi, l'introduzione della tecnologia adaptive sync e la sua più ampia spinta verso una maggiore diffusione tra PC, TV a grande schermo e console, rappresenta un notevole passo avanti nel settore gaming negli anni 2010.

Live streaming: Twitch (e non solo)

Twitch

(Image credit: Twitch)

Nel 2011 è nato Twitch che ha rapidamente guadagnato milioni e milioni di spettatori, tutti impegnati a guardare gli stream dei giocatori professionisti. Il servizio ha avuto un grande successo nel 2014, quando Amazon lo ha acquistato, e da allora è andato di bene in meglio, con statistiche recenti che indicano che la piattaforma ha circa 15 milioni di spettatori giornalieri.

I videogiochi in live streaming non riguardano solo Twitch, naturalmente. Ci sono anche YouTube, Mixer (la piattaforma di Microsoft, a caccia di streamer famosi e non), e altre opzioni. Lo streaming è inoltre diventato un fenomeno così importante in questi giorni che la funzionalità è integrata direttamente nelle console.

In realtà, l'ascesa del live streaming rappresenta il punto di arrivo di tutta una serie di tecnologie che avanzano di pari passo, insieme alla creazione delle attuali piattaforme. Certamente un contributo fondamentale è stato dato dal lancio di connessioni internet sempre più veloci (nel Regno Unito, i prodotti in fibra ottica di BT sono stati lanciati nel 2010), che sono vitali per consentire la riproduzione online e lo streaming contemporaneamente.

Anche l'hardware di AMD ha fatto la sua parte nell'abilitare lo streaming dal vivo, introducendo CPU multi-core a prezzi accessibili con la sua gamma Ryzen, processori che sono accessibili a un pubblico mainstream, e in grado di far fronte alle notevoli esigenze multitasking di giocare e allo stesso tempo trasmettere la propria partita in streaming in modo fluido.

Tutto ciò ha portato all'esplosione di popolarità di alcuni giochi diventati ormai esport con un seguito di spettatori. Essere uno streamer professionista è ora un potenziale percorso lavorativo per chi è in grado di mettere sul piatto un gameplay di buon livello con un commento divertente e carismatico. Tale è la popolarità dei videogiochi in streaming da smuovere l’interesse di colossi come Sky, che ha iniziato a trasmettere eventi esport già all’inizio del 2016.

Non solo è divertente guardare gli streamer professionisti ma quello che non dovrebbe essere sottovalutato è che è anche un potente strumento di apprendimento. Per coloro che sono seriamente intenzionati a far bene nell'ultimo shooter competitivo, o RTS, o qualsiasi altro genere, guardare come si fa davvero può essere un'esperienza incredibilmente istruttiva. Lo streaming ha certamente rivoluzionato il concetto di consigli e trucchi per i giochi popolari e lo ha portato ad un altro livello.

Game streaming

Google Stadia

(Image credit: Google)

Mentre il live streaming riguarda il gioco e la trasmissione di un'esperienza di gioco online, il gioco in streaming vero e proprio significa che si sta giocando a distanza a un titolo ospitato su un server da qualche altra parte.

Conosciuto anche come cloud gaming, questo tipo di servizi ha preso il via molto tempo fa, con il lancio di OnLive proprio all'inizio del 2010. Alla fine è stato un flop, perché era semplicemente troppo presto data l'infrastruttura internet dell'epoca ma il gioco in streaming è diventato una proposta realistica grazie a quelle stesse connessioni veloci a banda larga che hanno contribuito a guidare l'ascesa dello streaming in diretta.

Dai tempi di OnLive, sono sorte piattaforme simili come PlayStation Now, e diversi grandi nomi si sono fatti avanti verso la fine del decennio tra cui GeForce Now di Nvidia e Microsoft Project xCloud, anche se questi prodotti sono ancora in beta.

Tutti questi servizi di streaming hanno le loro diverse prospettive e approcci per quanto riguarda il loro funzionamento ma probabilmente l'offerta di più alto profilo è Google Stadia. Questo servizio è stato lanciato ufficialmente nel novembre 2019, e come abbiamo notato nella nostra recensione, è una "vera alternativa alla console e, nel tempo, un potenziale platform killer". Nei nostri test, abbiamo riscontrato che Stadia è molto stabile e permette di giocare su una serie di dispositivi, tra cui Chromecast Ultra, più il servizio 4K HDR.

Detto questo, ci sono questioni ben precise, compreso il fatto che i giocatori hardcore o competitivi non troveranno l'esperienza di Stadia appetibile rispetto a quella di giocare su una console in locale, in più chi ha una connessione a banda larga più lenta incontrerà delle difficoltà. Serve una connessione di rete seriamente veloce (100 Mbps+) per ottenere buone prestazioni, quindi in un certo senso, si scambiano le preoccupazioni per le specifiche hardware con quelle per le "specifiche tecniche" della propria connessione internet.

Stadia è stata anche danneggiata da grosse lacune al suo lancio, come l'essere piuttosto limitata nell’offerta di giochi nella sua libreria, e la mancanza di alcune caratteristiche. Nel complesso, però, non possiamo ignorare il fatto che il gioco in streaming stia diventando una realtà, soprattutto se guardiamo ad un futuro di connessioni a banda larga ancora più veloci.

IA

AI

(Image credit: Future)

L'Intelligenza Artificiale (o IA) è un'altra tecnologia che è stata portata avanti in modo massiccio negli ultimi dieci anni. E mentre molti di questi progressi potrebbero comportare infinite citazioni di frasi come 'apprendimento automatico', 'modelli di apprendimento' e 'inferenza', che potrebbero condurti ad un sonno profondo (dell'apprendimento), l'IA si applica ai giochi così come a tutte queste cose mortali e noiose.

L'IA ha un range di utilizzo piuttosto ampio, naturalmente, e realizza ogni sorta di funzioni nei videogame. Il vostro primo pensiero potrebbe essere rivolto all’IA che governa il comportamento dei PNG (personaggi non giocabili delle cui sfumature discuteremo più avanti) o forse anche dei bot guidati dall'intelligenza artificiale che possono interagire in competizione se non sono disponibili veri giocatori o a scopo di "formazione".

Potreste aver sentito parlare di Deepmind visto che è apparsa regolarmente nei titoli dei giornali negli ultimi tempi. L'azienda britannica ha fatto grandi passi avanti quando la sua rete neurale AlphaGo ha battuto il campione sudcoreano Lee Se-dol alla partita di Go back nel 2016. Più recentemente, un altro dei suoi programmi di IA, AlphaStar, si è dimostrato capace di battere il 99,8% di tutti i giocatori umani di StarCraft II raggiungendo il massimo livello di grandmaster. E poi c'è stato l’OpenAI  engine che ha battuto i campioni del mondo di Dota 2.

Ricordiamo di essere stati colpiti dall'IA in Warcraft III già nel 2002. Avendo superato la campagna per giocatore singolo, affrontare un avversario con Intelligenza Artificiale in multiplayer ha portato a una rapida quanto sconvolgente sconfitta. Questa brutale lezione ci ha insegnato che eravamo ben lontani dalla perfezione per quanto riguardava la costruzione della nostra base e le strategie applicate alle unità e che il computer era sorprendentemente forte; molto meglio di quanto ci aspettassimo.

Guardando a che punto siamo ora con i programmi di intelligenza artificiale che scalzano anche i campioni "umani", si nota la possibilità di un nuovo standard di intelligenza artificiale contro cui allenarsi. Dunque si riuscirà a rendere molto più astuti o evoluti i PNG in battaglie per single player?

No, è la risposta breve. Questo perché ciò che di solito pensiamo come IA in modalità single player non è in realtà una vera intelligenza artificiale simile a quella che DeepMind o altri sistemi di apprendimento automatico si portano dietro. È più che altro un inganno, un'illusione di intelligenza, con i PNG, come si ammette, che prendono ancora decisioni complesse ma sempre basandosi su modelli di comportamento sapientemente costruiti, in contrapposizione alla "vera" intelligenza artificiale o ai processi di autoapprendimento.

Come sottolinea un illuminante articolo di The Verge, le azioni dei PNG richiedono in realtà un certo grado di prevedibilità, per garantire che la narrazione e l'esperienza di gioco complessiva fluiscano secondo le linee di ciò che gli sviluppatori hanno in mente per il giocatore. 

Una vera IA, che potrebbe prendere ogni sorta di strane e meravigliose decisioni di sua spontanea volontà, renderebbe il gioco molto più imprevedibile ma questo non offrirebbe un'esperienza soddisfacente per gli utenti. Per fare un esempio di base, un PNG potrebbe decidere di non compiere un'azione critica necessaria al giocatore per completare una missione.

In parole povere, il mondo dei videogiochi sarebbe un posto molto più caotico e potrebbe essere molto più simile al mondo reale ma non sarebbe molto divertente e forse potrebbe anche finire per danneggiarlo.

The Verge suggerisce che, piuttosto che cercare di creare PNG liberamente pensanti nei giochi, l'IA sarà coinvolta nella progettazione automatizzata dei titoli stessi, facilitando la creazione di asset artistici e livelli. Alla fine, da una prospettiva più ampia, un'IA potrebbe servire come game master che cambia le variabili al volo per adattarsi meglio al giocatore, e ciò che prevede potrebbe piacergli in base a ciò che ha fatto e a come le cose sono andate fino a quel momento.

Abbiamo già visto l'intelligenza artificiale diffondersi per essere impiegata in molti ambiti diversi dal mondo del gaming. Ad esempio, DeepMind vi aiuta a scegliere quali giochi e quali applicazioni potreste voler scaricare dal Google Play Store.

L’IA sta anche aiutando a rinnovare la grafica dei vecchi giochi, con i modder che utilizzano la tecnologia per migliorare velocemente titoli classici come ad esempio dare a Morrowind una mano di vernice fresca.

A breve termine, però, i giocatori competitivi potrebbero essere destinati a trarre il massimo vantaggio dall'IA in termini di possibilità di allenamento di cui abbiamo già parlato. Immaginate una IA-assistente di gioco che raccoglie velocemente dei dati mentre giocate a uno sparatutto, analizzando ogni elemento del vostro stile, confrontandolo con i dati raccolti dai migliori giocatori professionisti e suggerendovi modi in cui potreste essere migliori o indicandovi cattive abitudini che vi continuano a portare alla sconfitta.

Da una prospettiva più ampia, lontana dal multiplayer o dagli esport, questa sorta di analisi che attraversa un'intera base di giocatori, magari abbinata al già citato game master dotato di IA al timone, potrebbe inaugurare una sorta di gioco in evoluzione che si regola e si affina costantemente nel tempo.

Guardando i progressi dell'IA nell'ultimo decennio, questo tipo di esperienza potrebbe essere facilmente in cantiere e se questa non è una prospettiva intrigante, non sappiamo cosa potrebbe esserlo. Basta non iniziare a pensare a come questa tecnologia possa, ovviamente, spingersi sempre più lontano nelle tecniche di estrapolazioni dei dati personali, intaccando la nostra privacy.