Cosa ci ha lasciato Grand Theft Auto 4 - articolo
Il Digital Foundry su come la serie di Rockstar ha modificato il nostro modo di esaminare i videogiochi.
Mancano nemmeno 24 ore all'uscita di Grand Theft Auto 5 (specialmente se avete in mente di mettervi in fila per l'apertura di mezzanotte di qualche negozio), e qui alla Digital Foundry ci stiamo ovviamente già preparando a realizzare un articolo di confronto tra le versioni PlayStation 3 ed Xbox 360 del gioco. Nel frattempo, però, abbiamo pensato di offrirvi una sorta di "tributo" al suo predecessore, anche perché non poco di quello che la Digital Foundry è adesso lo dobbiamo proprio a quanto avvenne al lancio del massiccio GTA4, ormai cinque anni fa, in occasione del quale uscì sul network di Eurogamer il primo articolo di prova comparativa.
Nel 2008 la Digital Foundry era ancora "giovane". Solo un paio di anni prima, agli albori dell'era delle console in HD, abbiamo sviluppato la nostra tecnica di video capture direct-to-disk, che ci ha consentito di avere accesso a flussi video non compressi dalle nuove console e di realizzare dunque paragoni accurati, ma è stato l'arrivo di Grand Theft Auto 4 che ci ha fatto chiedere cosa avremmo potuto fare di più con questo materiale, al di là della solita galleria di screenshot messi a confronto.
L'accesso a questi asset ci ha aperto le porte verso tecniche come il pixel-counting, una forma di analisi in cui le linee orizzontali e verticali sono isolate e contate, con il rapporto dei pixel renderizzati che viene messo in paragone ai pixel effettivi dello schermo, dandoci la dimensione del framebuffer finale prima che venga scalato a 720p e inviato tramite HDMI al display. E dagli screenshot apparve che le versione Xbox 360 e PlayStation 3 di GTA4 giravano a risoluzioni differenti: 720p nativo (con MSAA x2) sulla console Microsoft, e 1152x640 upscalato su quella Sony, con un filtro di sfocatura al lavoro per mascherare l'upscaling.
Il pixel counting è un esempio di come una tecnica già nota possa offrire dati esatti per arricchire un'analisi tecnica. Ad ogni modo, a quei tempi la nostra capacità di comprendere il funzionamento dei vari titoli era ancora piuttosto acerba, e avevamo assolutamente voglia di fare di meglio: GTA4 è stata la release che ci ha fatto sostanzialmente riconsiderare il modo in cui esaminavamo i videogame, il modo in cui presentare le nostre prove tecniche, ed è stato il primo titolo console che abbiamo sottoposto alle nostre procedure di analisi ormai diventate standard.
Ai tempi, non avevamo strumenti di analisi per il frame-rate, e senz'altro non avevamo mezzi per mostrare la performance dei vari giochi in sovraimpressione sui video, come facciamo adesso. Il fatto che numerose fonti dicessero, alternativamente, che l'una o l'altra versione del gioco offrivano una performance migliore non aiutava, quindi decidemmo di fare qualcosa in merito. La teoria generale era semplice: data la natura puramente digitale dell'output video, immaginavamo che i frame saltati fossero matematicamente identici all'ultimo frame unico emerso dalla porta HDMI della console sorgente. Conta i frame unici, conta i duplicati, e sarai già sulla strada giusta.
Per l'analisi di GTA 4, all'epoca, il nostro sistema di misurazione era primitivo, constando di una versione modificata del filtro DeDup di Loren Merritt per il linguaggio di scrittura video AviSynth, disegnato originariamente per rimuovere i frame duplicati da qualsiasi flusso video. Invece di rimuoverli, però, la nostra versione modificata registrava la differenza percentuale da un frame al successivo in un file di testo, con un dato dello zero percento che stava a significare un frame saltato. Tramite questo conteggio, potevamo anche misurare la media di fame-rate complessiva.
"Grand Theft Auto 4 è stato il gioco che nel 2008 ci ha ispirati a sviluppare gli strumenti di analisi della performance per i titoli console"
Due problemi sono subito apparsi evidenti: il frame rate su Xbox 360 sembrava leggermente più alto di quanto non avrebbe dovuto, mentre i risultati su PS3 erano inchiodati a 60 frame al secondo! Quello che abbiamo imparato in questa occasione è che alcuni giochi sulla console Sony (e tutti, se possedete una PS3 Slim o Super Slim) aggiungono un lieve dither all'output HDMI, il che significa che i frame duplicati non sono al 100% identici a quello unico precedente. Per risolvere questo problema su PS3, abbiamo aggiunto una funzione di soglia che prevedeva una tolleranza per quello che era da considerarsi un frame duplicato: lo 0,5% si è rivelato un valore perfetto.
Su Xbox 360, abbiamo capito che i risultati leggermente sfasati erano dovuti a due fattori: un frame-rate completamente sbloccato e l'inclusione di tearing dello schermo in una piccola minoranza di frame. Nel caso di GTA4, questi frame dovrebbero essere interpretati come duplicati, ma essendo diversi dai loro predecessori, venivano processati come se fossero unici. Anche qui la soluzione è stata molto efficace: dal momento che il tearing era confinato ad aree molto specifiche, abbiamo semplicemente escluso quelle aree da quelle analizzate per raccogliere i dati, qualcosa che si può fare molto semplicemente con il linguaggio AviSynth. Si trattava di un metodo primitivo, che non avrebbe funzionato nella maggior parte dei giochi, ma che in questo caso diede il risultato desiderato. Risolti questi problemi, abbiamo spremuto GTA4 per ottenere la prima, vera analisi di performance su un gioco console. L'idea era quella di risolvere una volta per tutte il contenzioso sul frame-rate delle due versioni e trovare una vincitrice basandosi su dati solidi e misurabili.
Ci sarebbe voluto ancora del tempo prima che potessimo includere stabilmente la nostra analisi di performance in tutti gli articoli, principalmente perché il tearing dello schermo è difficile da individuare con il nostro tool "DeDup" modificato. Ma, soprattutto, non eravamo perfettamente soddisfatti dei dati che venivano prodotti. La maggior parte dei giochi console hanno un frame rate limitato a 30fps, che scende sotto quella soglia quando l'engine è sotto stress. Quindi il dato di fatto è che per più tempo si testa una clip e maggiori sono le probabilità di raggiungere il cap di 30fps, quindi maggiore sarà la tendenza delle medie PS3 e Xbox 360 a somigliarsi. All'estremo, una versione potrebbe anche freezare per parecchi secondi, ma un evento del genere non sarebbe affatto evidente dai dati finali, in quanto finirebbe per essere "spalmato" nella media finale.
Quello che abbiamo imparato da questa situazione è che, sebbene i dati grezzi abbiano un valore, il contesto è fondamentale per poterli leggere correttamente. Le medie di frame-rate funzionano su PC, dove il benchmarking si esegue senza limiti di frame-rate massimo, ma nei fatti è importante vedere realmente come si comporta il gioco in movimento e dove si manifestano i problemi. Lo step logico successivo era quello di abbandonare l'analisi basata su dati privi di contesto, e semplicemente mostrare come il gioco gira in movimento, sovrapponendo i dati sulla performance "in tempo reale" al video.
"I confronti comparativi sono diventati un nostro standard ora, ma è stato con l'arrivo di GTA4 che abbiamo creato gli strumenti necessari per realizzarli"
Quello che non è cambiato poi molto da allora è il modo in cui presentiamo i nostri video comparativi. Al tempo, eravamo ansiosi di mostrarvi GTA4 nella miglior maniera, e di presentare i paragoni in un modo semplice e comprensibile. Per sfruttare al meglio le nostre capture, le abbiamo croppate ed editate in modo che un pixel sulla pagina web corrispondesse ad un pixel in-game, così da darvi un'idea visuale esattamente inalterata, mostrando anche tutti gli effetti delle varie tecniche di anti-aliasing.
Poi abbiamo rallentato il playback video in modo che la misera ampiezza di banda dello streaming video potesse produrre risultati di qualità migliore. Per assicurarci che la qualità fosse mantenuta anche sulla pagina web finale, abbiamo encodato i file finali che vedete embeddati nel player video utilizzando una compressione h.264 molto intensiva a livello di processore, che l'encoder di backend semplicemente non avrebbe potuto gestire. Encodare i video sui nostri PC ha significato che l'encoder di backend nel sistema di gestione dei contenuti video non avrebbe ri-encodato a sua volta i filmati, danneggiandone la qualità.
Col tempo, quando l'ampiezza di banda è diventata più accessibile, abbiamo adottato la risoluzione HD 720p piena per i nostri filmati di confronto (ancora encodati "a mano"), fino a questi giorni in cui YouTube ha superato la maggior parte dei suoi problemi di encoding, arrivando ad un livello di qualità sufficiente per il nostro lavoro. Comunque, il messaggio è che l'idea di supportare le nostre valutazioni con video della qualità massima ottenibile risale all'articolo comparativo di Grand Theft Auto 4, che ha creato lo standard per poi procedere ulteriormente.
Persino dopo la release, GTA4 ha continuato ad influenzarci, spingendoci a sviluppare altre tecniche di misurazione della performance in-game. Per esempio, per quanto buono sia il gioco, possiamo dire che la risposta agli input del controller (specialmente nella versione PS3) è abbastanza al di sotto degli standard, tanto da spingere il co-fondatore di Neversoft, Mick West, a scegliere proprio questo gioco per realizzare il suo pionieristico articolo sulla misurazione dell'input lag. West aveva capito che usando una telecamera ad alta velocità per filmare lo schermo e il controller nella stessa inquadratura avrebbe potuto calcolare la latenza dei controlli contando il numero di frame tra il momento in cui un tasto veniva premuto e quello in cui l'azione veniva visualizzata su schermo.
"Ci piace produrre filmati time-lapse di fasi di gioco, e i risultati delle nostre prove con GTA4 hanno messo nel giusto risalto l'enorme sofisticazione dell'eccezionale motore di gioco"
Persino con il fattore di lag del display sottratto dall'equazione, West ha calcolato che GTA4 lavora con una latenza di input di 166 millisecondi, ossia 10 frame, che può raggiungere i 200ms (un quinto di secondo... livelli da Kinect!) quando la latenza propria dei display a schermo piatto viene aggiunta. Noterete che nel test di West viene usata una location interna: nelle ambientazioni esterne, la performance di GTA4 varia drasticamente, risultando in un tempo di risposta ai controlli molto più incostante. Pensando al nostro articolo comparativo originale, il feeling è che nonostante l'accurata analisi di performance che abbiamo realizzato, per stabilire una volta e per tutte che l'update del gioco su PS3 era più lento, quello che non abbiamo esplorato è l'impatto che tutto questo aveva sul gameplay. Giocando ora il titolo, è evidente che i controlli sono parecchio più reattivi su Xbox 360, mentre il motore fisico (relativamente alle auto in particolare) offre un feedback molto inferiore su PS3. Esaminando oggi queste feature, la differenza appena descritta risulta evidente come quelle collegate alla performance grafica pura.
Le innovazioni successive dal punto di vista dell'analisi della latenza ci hanno consentito di introdurre un sistema di testing molto più dinamico, in grado di spaziare tra una serie di scenari, ma comunque la metodologia creata da West ha reso possibile misurare l'input lag non solo sui titoli console, ma anche su PC, sui portatili e sui sistemi basati su cloud. E con ogni probabilità la latenza del Remote Play su PS4 verrà misurata esattamente nello stesso modo.
Molti mesi dopo la sua uscita, GTA4 continuava ancora a sorprenderci e stupirci. Dopo alcune sperimentazioni iniziali con Crackdown e un paio di altri titoli, ci siamo chiesti quando sarebbe stato buono l'impatto grafico di Liberty City se avessimo presentato le vedute metropolitane di GTA4 usando video time-lapse. Abbiamo registrato una serie di vedute in prima persona utilizzando la modalità fotocamera del cellulare, con un frame rate di 1fps, e poi le abbiamo velocizzate durante l'editing, accompagnandole al tema musicale di fondo del gioco. Il risultato fu fenomenale: un'incredibile vetrina per il sistema di illuminazione e ombreggiatura in tempo reale di GTA4, per l'IA dei vari NPC, gli effetti atmosferici e l'ottima simulazione del traffico stradale, aereo e marino.
I filmati time-lapse successivi che abbiamo prodotto per altri titoli, semplicemente, non avevano lo stesso livello di sofisticazione nel complesso dei loro sistemi. E non ne avevano neanche bisogno: gli ambienti di gioco non sarebbero mai stati osservati nello stesso modo e, durante il gameplay standard, soluzioni più semplici potevano essere trovate per produrre effetti approssimati. Il fatto che GTA4 resista così bene alla prova del tempo è una testimonianza all'attenzione al dettaglio che il team Rockstar North ha impiegato nella creazione del mondo di gioco. Al punto che, secondo le nostre valutazioni, l'unico altro titolo in grado di rivaleggiare con GTA4 a riguardo è il suo successore "spirituale": Red Dead Redemption, che gira su una versione adattata dello stesso engine RAGE, e chiaramente offre molti degli stessi sistemi adattati per essere impiegati in un mondo notevolmente diverso.
Mentre abbiamo dovuto aspettare cinque anni per un vero e proprio sequel di GTA4, la stessa Rockstar ha espanso l'universo del suo titolo con la release di due pacchetti DLC: The Lost and the Damned e The Ballad of Gay Tony. Entrambe sono state esclusive a tempo per Xbox 360, ma infine sono arrivate anche sul PlayStation Network e in formato Blu-ray per PS3, in bundle con il gioco originale, sotto forma di GTA 4: The Complete Edition. Il che ci lascia con del lavoro non finito, che ci piacerebbe completare prima di poter finalmente lasciare il gioco in pace e spostare le nostre attenzioni sul suo successore.
"Gli episodi DLC di GTA4 hanno migliorato l'engine PS3? E, in caso, quei miglioramenti sono stati inseriti nella Complete Edition del gioco originale? Abbiamo deciso di scoprirlo"
Quando abbiamo inizialmente esaminato The Lost and the Damned e The Ballad of Gay Tony, la performance sembrava essere piuttosto simile. Con la release della Complete Edition, circolarono dei rumor secondo i quali i miglioramenti effettuati nei DLC fossero stati applicati anche al gioco originale, rendendo dunque la Complete Edition il modo ottimale per giocare il titolo su PlayStation 3. Ma si tratta di rumor effettivamente veritieri? Grazie alle metodologie e ai tool che abbiamo cominciato a sviluppare sull'onda della release del gioco originale, finalmente possiamo chiarire la questione.
A cominciare dall'idea che gli episodi aggiuntivi abbiano visto un netto miglioramento rispetto al gioco PS3 originale, la risposta è "assolutamente no". Abbiamo pianificato un percorso identico attraverso la città nel gioco originale e in The Ballad of Gay Tony, registrando nello stesso momento del giorno, e il risultato in termini di performance è praticamente identico. Su questa pagina vedrete i video dalla sequenza di guida iniziale, registrati dal GTA4 originale e poi da The Ballad of Gay Tony.
Ad ogni modo, l'idea che la qualità dell'immagine sia stata in qualche modo migliorata non è totalmente priva di fondamento. GTA4 e i suoi episodi fanno apparire il personaggio ad un ospedale alle 7 di mattina o alle 5 di pomeriggio, consentendoci di produrre paragoni estremamente accurati in tutte e tre le release. La risoluzione 1152x640 rimane effettiva in tutti i titoli, ma si nota come il filtro di sfocatura presente nel gioco originale è stato rimosso completamente in The Ballad of Gay Tony, dando al gioco un aspetto più nitido e dettagliato (l'effetto blur è invece ancora presente in The Lost and the Damned). Nel complesso, dunque, è chiaro che a livello di engine vero e proprio non c'è stato alcun miglioramento su PS3 nel passaggio dal GTA4 originale ai DLC successivi, mentre sono stati apportati alcuni piccoli ritocchi generali per migliorare l'impatto complessivo dell'ultima espansione.
Tutto questo ci porta all'arrivo del nuovo GTA5. Non possiamo parlare in dettaglio del gioco ancora, e per evitare di lasciarci sfuggire inavvertitamente qualcosa di troppo, abbiamo scritto questo articolo ancora prima di aver messo direttamente le nostre mani sulle versioni finali del codice per le due console. Nelle dichiarazioni ufficiali, comunque, Rockstar ritiene che non ci sia alcun motivo di preoccuparsi della performance.
"Questo è probabilmente il primo gioco per il quale abbiamo sviluppato le due versioni in parallelo", ha detto il presidente di Rockstar North, Leslie Benzies, confermando dunque la nostra teoria che GTA4 sia stato sviluppato prima su Xbox 360, principalmente perché i kit di sviluppo sono diventati disponibili molto prima di quelli PS3. "La differenza nello stato di sviluppo tra le due versioni è minima. I giochi saranno molto, molto simili. Sarà difficile distinguerli l'uno dall'altro."
Riprendendo il punto di vista di Benzies, va detto che il mondo dello sviluppo multi-formato ha fatto grossi passi in avanti dai tempi del debutto di GTA4 nel 2008. Se l'Xbox 360 all'epoca dominava la grande maggioranza dei titoli multipiattaforma, con una grafica e un frame rate notevolmente migliori, le tecniche di sviluppo nel frattempo si sono evolute molto, con gli sviluppatori che ora abbracciano un approccio multi-core che sfrutta a dovere sia i sei thread hardware della CPU Xbox 360 che le sei SPU satellite disponibili su PS3, per non parlare delle sei CPU x86 disponibili nelle console next-gen. Detto questo, Rockstar ha apparentemente usato la versione PS3 per tutte le sue presentazioni effettuate, e quello che abbiamo potuto vedere finora suggerisce che la risoluzione sub-HD di GTA4 sia finalmente un ricordo del passato: il nuovo capitolo gira nativamente a 720p. Che questo significhi o meno che le due versioni siano identiche resta tutto da vedere, ed è un qualcosa su cui indagheremo appena ne avremo la possibilità, utilizzando gli strumenti e le metodologie che abbiamo sviluppato ormai così tanti anni fa, all'epoca dell'uscita di GTA4.