La fisica nei giochi è uno degli aspetti tecnici in continua evoluzione, una feature in grado di influenzare pesantemente in gameplay o addirittura il design di un gioco. Come pioniere per l’utilizzo della fisica sul fronte dello sviluppo dei videogiochi, oggi abbiamo il motore Frostbite, in grado di simulare in modo convincente la distruzione completa di alcuni materiali in Battlefield 3. Anche se si tratta di una simulazione di corse, il meno noto BeamNG.Drive riesce a riprodurre con il suo (poco pretenzioso) motore grafico a simulare efficacemente la deformazione e lo strappo dei materiali.
Anche in ambiti che esulano dal videogioco però, si svolgono simulazioni grafiche tecnicamente impressionanti. All’Università della Pennsylvania, il Dipartimento di Informatica ha sviluppato un’impressionante tecnica fisica chiamata Continuum Damage Material Point Methods for Dynamic Fracture Animation abbreviata in CD-MPM.
Nel seguente video, i ricercatori Joshuah Wolper, Yu Fang, Minchen Li, Jiecong Lu, Ming Gao e Chenfanfu Jiang presentano come il motore CD-MPM può simulare realisticamente la distruzione di vari materiali. Questo motore riesce a simulare così alla perfezione i vari materiali e la loro distruzione da far quasi impressione.
Cosa mostra il video?
Nel video, come potrai ben vedere, oltre a tanti numeri e spiegazioni piuttosto complesse, vengono mostrate le dimostrazioni di rottura di diversi materiali.
Nella prima prova viene strappata una fetta di pane: per questo processo sono stati calcolati 11,5 milioni di pixel, probabilmente la rappresentazione più realistica di una fetta di pane mai realizzata fino ad oggi.
Il secondo blocco di prove prevede la distruzione di masse gelatinose sottoposte a diverse forze. In una di queste prove vediamo un proiettile di pistola sparato attraverso un dinosauro di gelatina, mentre a un armadillo gelatinoso vengono strappati gli arti da delle morse meccaniche. Anche se non sono accurati quanto la fetta di pane, i modelli si rompono in modo davvero molto molto realistico, tanto che a uno sguardo poco attento potrebbero sembrare decisamente reali. Fra un Oreo completamente spezzato, una zucca distrutta e l’esplosione di un’anguria però ho una pessima notizia.
Purtroppo, ai nostri giorni e con i nostri hardware, una simulazione fisica così complessa e accurata è totalmente impensabile da vedere nei videogiochi.
Un motore fisico dalla potenza di calcolo spropositata
Una simulazione come questa è molto lontana dagli standard dei giochi odierni, anche con un computer di altissima fascia. Tutte le immagini sono state rese usando un Intel i7-8700K, una cpu di alta fascia dotato di 12 thread. La fetta di pane con i suoi 11,5 milioni di pixel calcolati, ha richiesto 331,7 secondi per la produzione di un singolo fotogramma.
In sintesi, ci sono voluti all’incirca cinque minuti per calcolare una singola immagine. Adesso, immagina di far girare un motore simile a 60 FPS. Per mantenere quei frame, avrai bisogno della potenza di elaborazione di poco meno di 20.000 Intel i7-8700K. Senza considerare che dovresti costruire una centrale elettrica vicino casa per sostenere un hardware simile.
Hai bisogno di più divertimento con la fisica?
Fortunatamente, ci sono alternative comunque molto riuscite al CD-MPM: è disponibile su itch.io un titolo indie chiamato Throw Cubes into Brick Towers To Collapse Them. Come il titolo lascia intendere che sarà nostro compito cercare di far cadere enormi torri colpendole con dei cubi. Il gioco è così preciso e realistico che, se impostato il numero massimo di blocchi per torre, potrebbe mettere in difficoltà anche la configurazione più performante.
C’è anche un altro titolo, senza nome, dotato un motore basato su voxel che stando alle dichiarazioni del suo creatore vedremo presto su Steam in accesso anticipato. Questo potentissimo simulatore riesce a riprodurre anche la diffusione realistica di incendi e fumo. Ecco un video dove puoi vederlo in azione!
