Destruction in games

Inleiding

Wie wil er nou niet in de huid van een geit kruipen en lekker baldadig als een stormram door de wereld rennen zonder met iets of iemand rekening te houden? Voor wie dat aantrekkelijk klinkt en voor wie van alles en nog wat op de hoorns wil nemen om punten te scoren, is er Goat Simulator, een spel waarin dit scenario het uitgangspunt is. De kop met hoorns van de bestuurbare geit Pilgor in combinatie met een aanloopje laat allerlei objecten of subjecten door de lucht vliegen of omver rollen.

Niets lijkt te gek in dit spel, waarin de geit ook twee gasflessen aan zich kan binden om met een soort pseudojetpack rond te vliegen. Het spel is eigenlijk een grote, chaotische grap, inclusief de nodige bugs, waarbij de wereld en de interacties gebaseerd zijn op natuurwetten waarvan de parameters vooral afgesteld lijken om op de lachspieren te werken. Er kan ook genoeg kapot, zoals houten schuttingen die na een aanvaring met Pilgor gereduceerd worden tot hoopjes latten. Of een benzinestation dat in de lucht vliegt, waarbij het dak in stukken op de grond terechtkomt.

In Goat Simulator is dit allemaal niet bepaald verfijnd of subtiel, maar er zijn games waarin de makers het kapotgaan van objecten en vooral het instorten van gebouwen bijna tot kunst hebben verheven. Het inmiddels ruim tien jaar oude Red Faction: Guerilla is daar een goed voorbeeld van. Geen enkel gebouw is veilig voor de sloophamer van de speler. Red Faction: Guerilla kwam uit in 2009 en zelfs in het in 2001 verschenen originele Red Faction zat al een vorm van destruction die ook naar hedendaagse standaarden indrukwekkend is te noemen. Als het achttien jaar geleden al in een spel zat, dan zou je denken dat de gebouwen en objecten in de spelwerelden van allerlei hedendaagse games op nog veel indrukwekkendere wijze aan gruzelementen zijn te schieten.

Goat Simulator

Toch is dat niet het geval; hoe mooi het er ook uitziet en hoe leuk het kan zijn voor een spel als je gameplaydoelen kunt bereiken door dingen te vernietigen, de Red Faction-games zijn eerder uitzondering dan regel. Van een doorontwikkeling op het vlak van destruction is eigenlijk geen sprake geweest. In dit artikel wordt nader ingegaan op een aantal games die op het vlak van destruction hoge ogen gooien. Wat zijn de technische vereisten om tot een 'destructieve' wereld te komen, welke games blinken uit op dit vlak, waarom is destruction vandaag de dag geen alom aanwezig onderdeel in games en zal de opkomst van cloudgaming daar wellicht verandering in brengen?

Polygonen versus voxels

"Bereid de perfecte overval voor in deze gesimuleerde en volledig vernietigbare voxelwereld." Zo begint de omschrijving op de Steam-pagina van Teardown. De Zweedse ontwikkelaar Dennis Gustafsson wil dit spel volgend jaar uitbrengen. De naam suggereert al dat er het nodige kapot kan. Ram met een vrachtwagen een muur van een huis en er ontstaat een gapend gat, inclusief de nodige brokstukken. Schiet op een door palen ondersteunde pijplijn en een sectie komt los. Schiet zo'n ondersteuningspaal kapot en er ploft een deel van de pijplijn op de grond, waarmee een soort opstapje wordt gecreëerd om op het nog intacte deel van de pijplijn te komen, zodat je als speler toegang hebt tot hogere delen van gebouwen.

Als speler moet je via dit soort creatieve vondsten een overval plegen. De mate van destruction gaat ver en staat aan de basis van de gameplay. Zodra het eerste doelwit is geroofd, moet je in een beperkte tijd alle resterende doelwitten jatten en bijtijds het hazenpad kiezen. Om tijd te winnen, is het noodzakelijk om creatief te werk te gaan en de kortst mogelijke weg naar een doelwit te kiezen, waarbij muren geen onoverkoombare obstakels vormen. Gustaffson zegt tegen Escapist Magazine dat het mogelijk is om gebouwen met de grond gelijk te maken en in feite het hele speelveld te 'egaliseren', ook al is een dergelijke destructieve houding niet altijd even handig, omdat de gebouwen soms nodig zijn om bij de doelwitten te komen.

Voxels en polygonen

In de officiële omschrijving van Teardown valt al snel het woord 'voxel' en dat is niet voor niets. Het spel draait op een speciaal voor deze game gemaakte physics and destruction engine, waarbij de wereld is opgebouwd uit voxels, een samentrekking van 'volumetrische pixels'. Dit zijn volume-elementen die een bepaalde waarde vertegenwoordigen in een 3d-ruimte. In feite zijn het 3d-pixels of enkele punten in de 3d-ruimte met een waarde voor hun formaat, kleur en doorzichtigheid. Simpel gezegd zijn het kleine blokjes of kubussen die gezamenlijk een 3d-structuur vormen, al zijn in principe allerlei vormen mogelijk en kunnen het ook kleine punten zijn, zoals de puntenwolken die bijvoorbeeld het resultaat zijn van een lidar op een zelfrijdende auto. Voxels bevatten niet altijd informatie over hun positie in de driedimensionale ruimte, waarbij niet zozeer coördinaten maatgevend zijn. Voor het renderen van de wereld wordt de relatieve positie van een voxel ten opzichte van andere voxels bepaald.

Teardown

Dit contrasteert met polygonen, waarbij het draait om enkele coördinaten in de ruimte die door middel van lijnen met elkaar worden verbonden, zodat er in feite een plat vlak ontstaat. Deze knooppunten of vertices hebben x-, y- en z-coördinaten in de 3d-ruimte, waarbij het vlak dat door de lijnen wordt ontsloten, de polygoon heet. Aan de hand van polygonen kunnen ook 3d-objecten worden gerenderd. Een kubus bestaat bijvoorbeeld uit acht vertices: een voor elke hoek en twaalf driehoeken waarvan er twee elke zijde van de kubus vormen. Hiermee kunnen ook veel complexere 3d-vormen gemaakt worden, zoals een dolfijn. Een kwestie van veel driehoeken combineren aan de hand van het plaatsen van een bepaald aantal punten of coördinaten in de 3d-ruimte en die vertices met elkaar verbinden. Zo'n verzameling van vertices en vlakken heet een polygoonnetwerk. De ontstane vorm kan eruit zien als een massief object.

Polygon mesh dolfijn

Voxels in oudere games

Vooralsnog hebben polygonen de overhand in games, ondanks dappere pogingen van Novalogic om werelden te scheppen aan de hand van voxels. Deze ontwikkelaar creëerde begin jaren negentig de Voxel Space-engine, waarbij het allemaal om het terrein draaide. Deze engine werd voor het eerst toegepast in het spel Comanche: Maximum Overkill uit 1992. In dit spel kun je plaatsnemen in de stealth-helikopter die uiteindelijk nooit het levenslicht heeft gezien, aangezien het Amerikaanse leger het Comanche-programma in 2004 schrapte. Een bekender spel waarin deze engine werd gebruikt, is Delta Force uit 1998. Een van de opvallende elementen in dit schietspel zijn de uitgestrekte landschappen. Het terrein zag er ook een stuk realistischer uit dan in vergelijkbare games uit die tijd, waarbij het terrein veelal werd opgebouwd uit grote aangeschakelde polygonen en eruitzag als een niet al te fraaie lappendeken.

De ontwikkelingen op het vlak van textures en polygonen waren toen nog niet heel ver gevorderd, waardoor het terrein in Delta Force er veel realistischer en beter uitzag. In het spel was er dankzij de engine een terrein met heuvels, glooiingen en allerlei plekken om je te kunnen verbergen. Bovendien was voor het draaien van Delta Force geen videokaart nodig. Dat heeft ongetwijfeld ook aan het succes van het spel bijgedragen, want het hebben van een videokaart was in de loop van de jaren negentig nog allerminst de normaalste zaak van de wereld voor de gemiddelde gamer; pc's moesten het vooral van hun cpu hebben en games dus ook.

3Dfx veranderde dat. Het bedrijf kwam op met zijn Voodoo-kaarten en was eind jaren negentig dominant, hoewel er nog altijd een aparte kaart aan de Voodoo-videokaart moest worden gekoppeld, omdat de Voodoo geen eigen vga-controller had en dus niet zelf 2d-graphics kon renderen. Uiteindelijk moest 3Dfx het met zijn eigen grafische Glide-api afleggen tegen de opgekomen concurrentie van met name de via Direct3D werkende Nvidia TNT2-kaarten. 3d-videokaarten zouden blijven en dat was niet in het voordeel van Novalogic. Iemand met een gloednieuwe TNT2-kaart bereikte geen enkele prestatieverbetering in Delta Force, doordat er geen ondersteuning voor hardwareversnelling was. Dat veranderde met Delta Force 2, maar het voordeel dat Novalogic in de jaren negentig had, werd rond het millennium eerder een nadeel. Het scheppen van terreinen aan de hand van polygonen ontwikkelde zich verder en het renderen ervan door daarvoor geoptimaliseerde videokaarten deed de voxelpogingen grotendeels de das om.

Bij andere games uit die tijd, zoals Outcast, was sprake van hetzelfde fenomeen; het terrein werd gevormd door voxels, maar de rest bestond uit polygonen. Hedendaagse spellen die er al dan niet blokachtig uitzien, gebruiken vaak ook geen echte voxel-renderengine. Minecraft is daar een voorbeeld van. De wereld van Minecraft oogt alsof er voxels aan de basis staan en het principe van voxels wordt inderdaad ingezet om de ruimte in te vullen, maar het renderen van de elementen gebeurt via polygonen, die weliswaar zo zijn geprogrammeerd dat het geheel er blokkerig uitziet.

No Man's Sky

Gebruik van voxels in No Man's Sky

Bij No Man's Sky ziet het er allemaal niet zo blokkerig uit, maar ook hier staan op een min of meer vergelijkbare manier voxels aan de basis van het terrein. Innes McKendrick van ontwikkelaar Hellos Games legt uit dat voor het maken van de grote werelden in No Man's Sky het terrein wordt opgebroken. Dat gebeurt in regio's of chunks van 36x36x36m aan in-game data, waarbij alle voxels kubussen van één meter groot zijn. Al deze regio's worden individueel verwerkt en elke regio vormt een eigen deel van het terrein. Daar komt echter ook al snel polygoniseren aan te pas. Tussen acht voxels komen vertices en vanuit het oogpunt van precisie komen er ook polygonen tussen verschillende regio's om een zekere overlap te creëren, zodat het terrein er niet uitziet als een losse aaneenschakeling van chunks.

Uiteindelijk worden er dus polygonen gebruikt per regio van 36x36x36 voxels. Elke individuele, kubusvormige voxel beslaat zes bytes. Allereerst staan er twee bytes voor de dichtheid. Daarnaast is er een byte voor elke twee soorten materiaal waaruit de voxel bestaat, zoals zand en rotsen of gras en bergen. Dit is later nodig voor de invulling met textures. Tot slot zijn er nog twee bytes die vertellen in hoeverre het materiaal uit bijvoorbeeld gras bestaat ten opzichte van het andere soort materiaal waaruit de voxel bestaat. Dit beschrijft in hoeverre sprake is van een mengeling van de twee materiaaltypes. De voxels blijven tijdens het draaien van het spel in het geheugen, waardoor er een beperkt aantal kan worden opgeslagen. Daardoor kan het terrein snel en effectief worden aangepast of gemanipuleerd, zodat de speler eenvoudig objecten kapot kan maken met een laserwapen.

Je zou denken dat No Man's Sky met al die enorme werelden een aanzienlijke aanslag pleegt op je opslagruimte. Toch heeft het spel slechts 5GB nodig. Dat komt doordat een groot deel van de content procedureel wordt gegenereerd, waaraan algoritmen te pas komen om de wereld en zijn elementen on the fly tijdens het spelen te creëren. De eenvoud van voxels is daarbij cruciaal. Die maakt het mogelijk om snel enorme landschappen te genereren en laat manipulatie eenvoudig toe. Bovendien is een voxel in principe slechts een punt in de ruimte in plaats van minstens drie punten bij een polygoon.

Voxels zijn echter slechts een marginale factor in games, omdat polygonen ontwikkelaars veel meer flexibiliteit geven en geschikter zijn om dynamische animaties te maken. Dat is een belangrijke reden waarom de personages in Outcast uit polygonen bestaan. Bovendien valt het niet mee om puur aan de hand van bouwsteentjes alle elementen in een gamewereld er goed en mooi uit te laten zien. Dat kan wel, maar je hebt er dan ontzettend veel nodig en liefst zo klein mogelijk, om een realistische weergave te kunnen realiseren. En dan zit je met een enorme hoeveelheid punten en data, die een aanslag plegen op de rekenkracht en vooral het werkgeheugen.

Niet voor niets wordt veelal gebruikgemaakt van chunks, waarbij op basis van een voxelraster een mesh, ofwel verzameling driehoeken of polygonen, wordt gecreëerd. Zodoende is het mogelijk om slechts de zichtbare buitenste laag van een object of gamewereldelement te renderen. Het berekenen van alle interne voxels kan achterwege blijven en dus kan met een minimale belasting een maximale output worden bereikt.

Red Faction

Alles kan kapot. Dat zou een aardige tagline zijn om de reeks Red Faction-schietspellen te omschrijven. Ontwikkelaar Volition maakte het originele Red Faction, dat draaide op Geomod, een afkorting voor geometry modification. In dit spel komt de in 2075 op Mars aangekomen mijnwerker Parker in verzet tegen het bedrijf dat alle mijnbouwwerkzaamheden op de rode planeet beheert en deels debet is aan de erbarmelijke omstandigheden. Red Faction was waarschijnlijk een van de eerste niet-gescripte games waarin een indrukwekkende mate van destruction mogelijk was. In zijn missie wordt Parker niet beperkt door muren of vloeren. Hak of schiet een stuk uit een vloer en je krijgt toegang tot een lager niveau, iets waarvan ook de ai gebruik weet te maken.

Red Faction: Guerilla

Een dergelijke creatieve, inventieve manier om jezelf toegang te verschaffen tot ruimtes, namelijk door een deel van het terrein of de vloer weg te hakken, was niet meer mogelijk in het in 2009 uitgekomen Red Faction: Guerilla, de derde game in de reeks. Toch wordt dit spel vaak aangehaald als de heilige graal op het gebied van het verwoesten van gebouwen. Sla of schiet de steunbalken van een toren kapot en het gevaarte stort op realistische wijze in, inclusief allerlei brokstukken en puin. Het is niet alleen een indrukwekkend schouwspel, maar voegt ook wat toe aan de gameplay. Blijf je magazijnen leegschieten op hordes tegenstanders of blaas je de hele brug op, zodat ze je niet meer kunnen bereiken? Sluip je een gebouw in om een doelwit uit te schakelen of laat je het hele gebouw instorten?

"Ons spel of onze engine, daarvan zeggen we graag dat het de enige bestaande engine is die letterlijk elk door mensen gemaakt object in de game kan vernietigen of opbreken. Niets daarvan is canned; het is volledige sharded destruction met physics." Dat zei Volitions art director Chad Greene in 2010 in een interview met Gamasutra. Hij omschreef hoe zijn team al bijna zeven jaar aan de engine werkte en dat er vijf jaar ontwikkeltijd is gestoken in Red Faction: Guerilla om de GeoMod 2.0-engine op een goed punt te krijgen.

Red Faction: Guerilla

Die tijd was geen overbodige luxe, want de engine is bijzonder complex. De basis voor GeoMod 2.0 wordt gevormd door spanningspunten. De engine analyseert de structurele stabiliteit van elk object als het schade oploopt. De stabiliteit wordt voortdurend berekend aan de hand van deze spanningspunten, maar ook het gewicht van onderdelen, wat de cruciale ondersteunende elementen zijn en welke krachten op bepaalde punten worden uitgeoefend. Als die kracht te veel wordt voor de vooraf bepaalde sterkte van een type materiaal, bijvoorbeeld het steen van een muur, breekt het. En als dat een cruciale draagmuur was van een gebouw, dan legt ook dat gebouw het loodje. Al met al leidt dit tot een gamewereld waarin de destruction zonder scripting geheel dynamisch wordt afgehandeld, 'zodat spelers zich meester kunnen maken van de destruction', zei programmeur Eric Arnold.

Daar komt bij dat gebouwen in het spel onzichtbare shards in zich hebben, een soort speciale objecten die lege ruimte representeren. Zodra er sprake is van een vorm van destruction, worden de shards geactiveerd en zichtbaar gemaakt. Per soort materiaal zijn er verschillende shardformaten, want glas breekt doorgaans op in veel kleinere stukjes dan beton. Daarbij is een kwaliteitsverzekeringsproces onontbeerlijk, want bij het opbreken van objecten moeten bepaalde polygonen van bijvoorbeeld het vernietigde beton verdwijnen, terwijl andere delen van een ingestort gebouw juist zichtbaar moeten blijven. Al met al was de Geomod-engine een indrukwekkend staaltje techniek, zeker voor die tijd.

Battlefield Bad Company 2

Een ander spel dat nogal eens geroemd wordt om zijn destruction, is Battlefield: Bad Company 2 uit 2010. Deze titel uit de Battlefield-reeks van ontwikkelaar Dice draaide al op een versie van de Frostbite-engine en bevat wat de makers het Destruction 2.0-systeem noemen, een geavanceerdere vorm van destruction dan wat al in Battlefield 1943 en de originele Bad Company zat. Volgens de makers is het met Destruction 2.0 mogelijk om 'gebouwen te vermorzelen' en het tij in een oogwenk te keren door alles in het zicht te vernietigen. "Zeg maar dag tegen je dekking in de continu veranderende omgeving van Battlefield: Bad Company 2", luidt een officiële omschrijving op de productpagina van het spel.

Die omschrijving is bedoeld om de game aan te prijzen, maar is toch ook behoorlijk accuraat. Een van de vele, na de release gratis beschikbaar gestelde extra multiplayerspeelvelden is bijvoorbeeld Cold War, een relatief kleine map met de setting van een bergachtig, besneeuwd stadje met veel gebouwen. Met je scherpschuttersgeweer een positie innemen achter een raam op de eerste verdieping van een gebouw lijkt een aardige tactiek, maar als tegenstanders er niet in slagen om je goed onder vuur te nemen, kunnen ze ook simpelweg een granaat op het raam of de muur direct naast het raam afvuren. Dat resulteert in een gapend gat en weg is je dekking. Als het gebouw nog langer onder vuur wordt genomen en er genoeg muren zijn kapotgeschoten, komt er een moment waarop het hele gevaarte in elkaar zakt en er alleen nog een platte ruïne met een hoopje bouwmaterialen overblijft. Als de gevechten lang genoeg duren, is de kans groot dat er uiteindelijk nauwelijks nog een gebouw overeind staat, waarmee de strijd een heel ander karakter krijgt.

De verschillende ‘lagen’ van vernietiging bij gebouwen in Bad Company 2

Net als bij Red Faction werkt de destruction in Bad Company 2 zonder voxels. In feite zijn er verschillende systemen die samenkomen, waarbij een algoritme van twee bestaande meshes: het gebouw en het volume van de explosie, een derde mesh maakt, waar het gebouw en de explosie elkaar kruisen. Daarbij gebruikte Dice een techniek die het 'destruction masking' noemt. Het is enigszins vergelijkbaar met het gebruik van masks in fotobewerkingsprogramma's, waarbij een gebruiker delen van een bepaalde laag kan verbergen.

Het begint met het simpelweg verwijderen van een stuk van de geometrie, waarmee een basaal ogend gat in de muur van een huis verschijnt. Vervolgens worden er meshes met details toegevoegd aan de randen van het vernietigde deel, waarmee het gapende gat er al wat realistischer uit komt te zien. De laatste stap is de toevoeging van een destruction mask, waarbij de verf aan de randen van het gat op nog meer plaatsen is verdwenen en het er nog meer uitziet alsof er net een projectiel op de muur is afgevuurd. Dan komen er nog particle effects en een mesh voor het puin bij om het geheel wat dramatischer te laten ogen. En als een gebouw eenmaal instort, gaan daar onheilspellend krakende geluiden aan vooraf, een soort laatste waarschuwing voor spelers om het pand zo snel mogelijk te verlaten.

Crackdown 3 en de potentie van de cloud

Wellicht dacht Microsoft dat het met het inhuren van acteur Terry Crews het tij kon keren, of het was bedoeld om de aandacht van de problemen af te leiden. De acteur was prominent aanwezig in onder meer een tijdens de E3-beurs van 2017 uitgebrachte trailer voor Crackdown 3, een spel dat toen nog moest uitkomen. Verder was er tijdens die gamebeurs weinig te zien of te horen over de gameplay en datzelfde gold voor de mate van destructie die in het spel zou komen.

Althans, in 2015 werden er gameplaybeelden van Crackdown 3 getoond met een mate van destruction om u tegen te zeggen. Instortende wolkenkrabbers en dynamisch kapot te schieten muren: het zou allemaal in een multiplayergedeelte van Crackdown 3 komen. Dat smaakte naar meer, was destijds de gedachte. Twee jaar later, in 2017, moesten geïnteresseerden het echter vooral doen met een karikaturale rol van Terry Crews. De beloofde vernietigende potentie van de multiplayer was nergens te bekennen.

Dat bleek een teken aan de wand. Toen Crackdown 3 in februari 2019 uitkwam, zat er weliswaar een mate van destruction in de multiplayermodus, Wrecking Zone genaamd, maar die was duidelijk niet van het niveau en de schaal van de destruction die in 2015 was gepresenteerd. Programmeur Dave Jones liet toen prealfabeelden zien van een muur die stukje voor stukje kapot was te schieten, waarbij elke kogel een gat maakte. Schiet daarmee een vierkante vorm in de muur en een deel in het midden valt eruit, een gat achterlatend. Door lang genoeg te schieten of een zwaarder wapen te pakken was er een flink gat in de muur te maken, waar je als speler doorheen kon stappen om aan de andere kant te komen. Jones omschreef het als een muur die met de cloud is verbonden en daardoor on-demand computerrekenkracht en geheugen heeft. Dat betekent dat elke kogel fysiek een stukje van de geometrie wegneemt en fysieke effecten teweegbrengt.

Dergelijke chip damage op kleine schaal is afwezig in de releaseversie van Crackdown 3. Hetzelfde geldt voor de in 2015 getoonde beelden van en masse instortende flatgebouwen en wolkenkrabbers. Na de release van Crackdown omschreef Digital Foundry de destruction als 'minder granulair', waarbij de gebouwen en standbeelden 'opbreken in simplistischere polygoonchunks'. De vergelijking met Red Faction Guerilla werd ook meteen gemaakt; die game had weliswaar niet dezelfde schaal als Wrecking Zone, maar had wel destruction met meer detail, aldus auteur Richard Leadbetter. Daarbij omschrijft hij Wrecking Zone als een interessante technologische demonstratie, of window dressing, zonder dat het echt bijdraagt aan, of een impactvolle rol speelt voor de gameplay.

Zoekend naar een reden voor deze 'ingeperkte' destruction wordt vaak verwezen naar Dave Jones en zijn bedrijf Cloudgine. In een interview uit 2014 met Kotaku gaf Xbox-hoofd Phil Spencer aan dat dit bedrijf veel van de technologie achter Crackdown voor zijn rekening nam. Daarbij gaat het om de afhandeling van de destruction in de cloud. Zo zou de realtime destruction niet hoeven te worden berekend door de hardware van een individuele Xbox One S, maar door servers van Microsoft. Daarbij zouden andere ontwikkelaars worden aangetrokken voor de volledige ontwikkeling van het spel, gaf Spencer aan.

Zo geschiedde ook, maar toen werd Cloudgine begin 2018 ingelijfd door Fortnite-maker Epic Games. Dat betekende het einde van Microsofts samenwerking met Jones en de eveneens door hem opgezette studio Reagent Games. Daardoor moest Microsoft waarschijnlijk een en ander opnieuw doen, of kreeg de al bij het project aanwezige ontwikkelaar Sumo Digital nog meer te doen. Jones gaf in een interview met Gamesindustry uit 2018 aan dat het einde van deze samenwerking weinig betekende. Dat lijkt echter moeilijk te geloven als we de beelden van 2015 vergelijken met de staat van de release van Crackdown 3. Misschien hadden de betrokkenen in 2014 en 2015 te veel hooi op hun vork genomen, en zaken te complex en mooi gemaakt, waarna wellicht het besef kwam dat dit op grotere schaal geen haalbare kaart was.

Cloudtechnologie handelt destruction af

Hoe dan ook, Crackdown 3 mag dan niet het succes zijn geworden waarop Microsoft ongetwijfeld had gehoopt, de cloudtechnologie werkt goed. Tijdens een test beschreef Digital Foundry dat het gelijktijdig een Xbox One X en een One S draaide in dezelfde instance van Wrecking Zone. De berekeningen van de physics bleken op beide apparaten perfect te worden gerenderd. Dat gold voor het genereren van de primaire chunks als een object aan stukken werd geschoten, en voor de manier waarop ze effect hebben op de omgeving. De destruction werd zo goed als identiek weergegeven op de deelnemende consoles.

Dat laatste is cruciaal voor multiplayersessies. Stel dat vijf spelers vijf vijanden proberen te verslaan door onder meer gebouwen te vernietigen, zoals in een notendop de bedoeling is in Wrecking Zone. De berekeningen van de vernietiging moeten dan identiek en gelijktijdig voor alle spelers worden weergegeven. Als dat niet zo is, zou dat funest zijn voor het competitieve element en zou het zo'n modus al snel de das omdoen. In Red Faction Guerilla zat echter ook al een multiplayermodus met indrukwekkende destruction, zonder de hulp van de cloud.

Waarom dan toch van aparte servers gebruik wordt gemaakt in Crackdown 3 en waarom het overhevelen van bepaalde gameberekeningen naar externe computers steeds meer in zwang raakt, heeft grotendeels te maken met het feit dat er dankzij servers veel meer rekenkracht beschikbaar is. Lang niet elk platform heeft genoeg rekenkracht aan boord voor het lokaal, in real time berekenen van ingewikkelde elementen in 1080p, en dat dertig keer per seconde als de maximale framerate 30fps bedraagt. Laat staan als straks 4k-resoluties en 60 of zelfs 120fps gemeengoed wordt. Om vr-toepassingen overtuigend weer te geven, kun je ook niet altijd rekenen op de fysieke hardware. In sommige games, zoals de laatste Forza Motorsport-games, worden ai-gestuurde spelers via de cloud aangestuurd. Crackdown 3 heeft de belofte weliswaar niet helemaal ingelost, maar Wrecking Zone is een showcase van wat op het vlak van destruction mogelijk is, ook als de berekeningen door externe servers worden gedaan.

Waarom is destruction in games tanende?

"Het spelen van Battlefield 4: nee, je kunt niet alles opblazen" is de niet al te positieve titel van een bericht van The Verge uit 2013, waarin de auteur zijn ervaringen tijdens een E3-speelsessie van een versie van Battlefield 4 onder woorden brengt. Patrick Bach, executive producer van Battlefield 4, had wel een verklaring voor het feit dat niet alles te vernietigen was; dat zou niet leiden tot goede gameplay. "Overal volledige destruction hebben is geen technische beperking, het is een ontwerpbeslissing. Als je in elke kamer van elk gebouw kon, zou je de ervaring totaal verpesten. Je zou dan duizend spelers nodig hebben om ze allemaal te vullen. Wij richten de destruction op datgene waarbij het zin heeft en waarmee het spel niet negatief wordt beïnvloed." Bach wijst ook op een specifieke muur in een speelveld. Als je die kapot zou kunnen maken, zou je als speler in het metrosysteem terechtkomen, en dat gedeelte hadden de ontwerpers simpelweg niet gemaakt. Je moet keuzes maken en beperkingen aanbrengen, zo is Bachs suggestie.

Een voorbeeld van 'levolution' in Battlefield 4, in dit geval een dam die na genoeg schade kapotgaat, waarmee ook het speelveld verandert

De 'destruction' waar Bach op doelde, wijkt sterk af van de dynamische destructie die in Battlefield Bad Company 2 in de gameplay is verweven. In Battlefield 4 zit een vorm van vernietiging die door ontwikkelaar Dice wordt aangeduid met de term 'levolution'. Dat is een evolutie van het level waarbij spelers na het uitvoeren van bepaalde handelingen de omgeving flink kunnen beïnvloeden door een grootschalige fysieke gebeurtenis te laten plaatsvinden. Denk aan het laten instorten van een enorme wolkenkrabber, een Speed 2-achtig scenario van een groot schip dat op de oevers van een eilandje crasht, een radarschotel die naar beneden dendert of een dam die doorbreekt en een groot deel van een stadje onder water zet. Het zijn visueel spectaculaire gebeurtenissen die de gameplay daadwerkelijk kunnen beïnvloeden en de nodige variatie opleveren, maar het zijn ook vooraf geschreven evenementen, die alleen optreden als gedaan wordt wat de makers vooraf hebben bedacht. Het is een enkele, grootschalige gebeurtenis waarbij het een en ander kapotgaat, maar het is niet de fijnmazige, kleinschalige, vernietigingsvrijheid die nog in de multiplayer van Bad Company 2 zat.

Tijdrovend en complex

Bach stipte de achterliggende reden voor deze keuze al aan en Robert Kihl van Dice sprak er in 2010 ook al over: een tijdrovende workflow. Het systeem van destruction masking in Battlefield Bad Company, Battlefield 1943 en Battlefield Bad Company 2 leidde volgens hem tot een goede visuele kwaliteit en degelijke prestaties, maar kostte wel veel tijd. Voor elk vernietigbaar deel van bijvoorbeeld een gebouw moest er immers UV-mapping aan te pas komen, een 3d-modelleerproces waarbij een 2d-afbeelding op een oppervlak van een 3d-model wordt geprojecteerd voor de textuurmapping. "Ook al gaf dat de ontwerpers volledige vrijheid over de mask, we vonden dat het versnellen van de workflow, om onze ontwerpers meer content te kunnen laten creëren, belangrijker was." Kihl gaf aan dat voor Frostbite 2.0, dat zijn debuut maakte in het na Bad Company 2 uitgekomen Battlefield 3, de focus lag op het versnellen van de workflows en de iteratietijden.

Een gevel van een vooroorlogs Rotterdams grachtenpand in Battlefield V. De destruction oogt indrukwekkend, al blijven brokstukken niet liggen en kunnen de panden niet instorten zoals in Bad Company 2.

Dan hoef je ook geen dozijn aan physics-programmeurs in dienst te hebben. Andrew Alvarez zei zeven maanden geleden op Reddit dat hij de enige physics-programmeur bij Gearbox is en dat het niet heel ongewoon is dat er slechts een of twee van dergelijke programmeurs bij een gamestudio werkzaam zijn.

Twee jaar geleden, toen een speler memoreerde hoe levendig Half-Life 2 en Crysis waren door de physics-engines, en waarom er niet meer op physics gebaseerde games zoals Half-Life 2 zijn, schetste Alvarez al een belangrijke reden daarvoor. Dergelijke simulaties zijn volgens hem erg complex en het is heel moeilijk om daarvoor een goede engine te schrijven. Fouten liggen op de loer en die kunnen een game al snel op allerlei manieren opbreken. "Vraag iemand die ooit heeft geprobeerd een physicsengine voor het voltooien van een simpele taak te maken, en je hebt grote kans dat hij je tien redenen geeft waarom het niet werkt en waarmee ze rekening moesten houden. Meestal is het eenvoudiger om bij dit soort elementen te doen alsof. Physics kunnen onvoorspelbaar zijn en spelers willen doorgaans dat dingen gebeuren zoals ze het verwachten."

Het trillen en clippen van de dynamische delen van personages in een spel zijn volgens Alverez doorgaans geaccepteerde artefacten, maar trillende, op elkaar gestapelde kratten kunnen omvallen en de doorgang naar een hoger niveau afsnijden. "Dus maken we die kratten niet dynamisch. Maak ze kinematisch, doe een paar paar basale botsingstests, zodat er geen clipping optreedt als ze op elkaar worden gestapeld of worden opgepakt, en je hoeft je geen zorgen meer te maken over een miljoen dingen die stuk kunnen gaan. En dan zijn er al een miljoen dingen stuk", aldus Alvarez.

In de game Control van Remedy kan van alles kapot, ook al is de destruction niet altijd dynamisch. Schiet bijvoorbeeld op dezelfde plek van een kantoorstoel en er zal altijd een stuk van exact hetzelfde formaat afvliegen.

Het maken van een spel met een uitgebreide dynamische destruction kost simpelweg veel tijd. Er moet niet alleen een speciaal systeem worden geïmplementeerd om tegemoet te komen aan de vernietigingsdrang, en om het er geloofwaardig en mooi uit te laten zien, het moet ook gameplaytechnisch werken. Brokstukken moeten niet ergens op onrealistische plekken blijven hangen of een soort impactloze, holle objecten zijn die elders geen schade aanrichten. Over het leveldesign moet een stuk beter worden nagedacht, want als spelers zelf doorgangen kunnen maken of gebouwen kunnen opblazen, verandert de gameplay op het speelveld. Als er sprake is van computergestuurde tegenstanders, moeten ze kunnen omgaan met dat soort dynamische veranderingen, wat ook weer het nodige extra programmeerwerk met zich meebrengt. Het valt ook niet mee om de belichting goed te krijgen als veel of alles kapot kan. En de tijd dat ontwikkelaars de ruimte kregen om jarenlang over de ontwikkeling van een spel te doen, is voorbij, uitzonderingen daargelaten.

Er moet geld worden verdiend en een game hoeft tegenwoordig bij de release niet af of helemaal perfect te zijn. Hoe eerder hij de markt op kan of hoe sneller nieuwe content kan worden aangeboden om spelers bezig te houden en geld te laten uitgeven, hoe beter. Het opzetten van een minutieus destructiesysteem is dan een luxe waarin weinig uitgevers brood zien. Gamers lijken ook niet en masse om dit soort gameplayelementen te vragen. Aldus is er na Red Faction Guerilla eigenlijk geen echte spirituele opvolger meer gekomen en is dergelijke vergaande, dynamische destruction grotendeels uit games verdwenen.

Dan zijn er nog hardwarematige beperkingen waarmee gamemakers rekening moeten houden; destruction kan nogal wat vergen van de cpu. De onderliggende code moet dus goed in elkaar zitten om te voorkomen dat een gemiddeld systeem het niet aankan. Volgens een kwaliteitstester van Red Faction Guerilla behoren de prestaties tot de grootste obstakels voor ontwikkelaars bij het maken van een op destruction gebaseerde game. Het valt volgens hem niet mee om de physics voor elke individuele shard in een instortend gebouw te tracken. "Om het mogelijk te maken om een gebouw steen voor steen te vernietigen, kun je geen gebouwen dicht bij elkaar zetten. Je moet ze eenvoudig en ver uit elkaar houden. Proberen om ze dicht bij elkaar te zetten, zoals in een volgebouwde stad, resulteert in een inzakkende framerate, wat ertoe zal leiden dat het spel niet wordt gecertificeerd."

Tot slot: de cloud als uitkomst?

Cloudtechnologie kan in theorie uitkomst bieden. Laat externe servers de complete destructionberekeningen uitvoeren en de door de gamer gebruikte hardware is meteen veel minder een beperkende factor. De in 2015 getoonde beelden van een vroege versie van Crackdown 3 tonen aan dat prestatieproblemen op zich geen issue hoeven te zijn bij de organische vernietiging van een serie dicht op elkaar geplaatste flatgebouwen. Cloudgaming en het streamen van games zijn zonder meer in opkomst. Die ontwikkeling kan aanleiding zijn voor een opleving van destruction in games, ook al toont Crackdown 3 aan dat het niet zo eenvoudig is. In het algemeen is networking moeilijk, onder meer om gesimuleerde fysieke objecten geheel gelijk te houden bij alle deelnemende clients. Dat verhoogt de kosten, want het vergt meer rekenkracht aan de serverkant.

In principe is het overhevelen van processen naar externe servers geen noodzaak. Ontwikkelaars moeten de tijd krijgen om een engine en systemen te ontwikkelen waardoor een dynamisch kapot te maken spelwereld wordt gecombineerd met mooie graphics. Epic Games zou een rol kunnen spelen bij de opleving van destruction. Begin dit jaar introduceerde het bedrijf de Chaos-functionaliteit in versie 4.23 van de Unreal Engine. In een demovideo van het bedrijf werd dit physics- en destructionsysteem gedemonstreerd aan de hand van robots die gebouwen aan gort schieten, inclusief het nodige puin en de nodige brokstukken, waarbij bijvoorbeeld ook de wapening in het beton zichtbaar wordt en gebouwen volledig kunnen instorten.

Inmiddels is de Chaos-functionaliteit onderdeel van het tweede seizoen van Fortnite. Ondanks de veelbelovende beelden van de demovideo heeft de introductie nog niet tot wezenlijke destructieve veranderingen geleid in Fortnite. Een woordvoerder van Epic Games verklaarde eerder dat de makers vooral willen waarborgen dat Fortnite als Fortnite blijft aanvoelen. De ontwikkelaar is natuurlijk als de dood om te snel te veel te veranderen. Als de spelers de wijzigingen niet waarderen, bestaat het risico dat de goudmijn Fortnite minder gaat renderen. Op korte termijn hoeven we dus geen spectaculaire veranderingen te verwachten waarbij physics en destruction veel prominenter aanwezig zullen zijn.

Mochten de inkomsten uit Fortnite ooit echt opdrogen en mocht de potentiële geldmachine van de Epic Games Store aandeelhouders evenmin tevreden houden, dan kan die indrukwekkende demo weleens de basis worden voor een nieuwe game die Red Faction Guerilla doet vergeten. Of misschien zijn er andere ontwikkelaars die de handschoen oppakken, want de Unreal Engine wordt door nogal wat ontwikkelaars gebruikt.

Tot die tijd rest weinig anders dan het wachten op de voxels van Teardown, het afstoffen van Bad Company 2 of het spelen van Red Faction: Guerrilla Re-Mars-tered. Deze opgepoetste versie van het originele Red Faction Guerilla kwam vorig jaar uit en geeft zelfs Nintendo Switch-spelers de kans om op Mars gebouwen aan gruzelementen te slaan. Het verhaal van de game is niet al te denderend, maar het naar beneden laten denderen van volledige gebouwen is een schouwspel dat veel goedmaakt.

Tweakers Magazine

Een variant van dit artikel verscheen eerder in het Tweakers Magazine, dat elke twee maanden naar alle Hero- en Elite-abonnees wordt verstuurd. Wil jij dit soort artikelen ook als eerste lezen en daarnaast profiteren van alle voordelen die een abonnement biedt? Check dan de Aboshop voor meer info. Je bent al Hero-abonnee vanaf 3,75 euro per maand. Jullie steun wordt enorm gewaardeerd.

5. Crackdown 3 en de potentie van de cloud
6. Waarom is destruction in games tanende?
7. Tot slot: de cloud als uitkomst?
88Reacties

Multipage-opmaak

Inleiding