Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры

в 7:14, , рубрики: Parallels, parallels desktop, parallels desktop for mac, pc games, pc games and x-box 360, Блог компании Parallels, визуализация данных, игры, игры для детей, разработка игр, Разработка под OS X, разработка под windows

imageОдной из возможностей Parallels Desktop 12 для Mac является поддержка РС-игр. Существуют множество игр, доступных только для Windows и Xbox, и с помощью Parallels Desktop в эти игры можно играть на Mac без перезагрузки — внутри виртуальной машины. Можно ли считать, что проблема игр для PC на Mac полностью решена? Пока нет, но мы работаем над этим. В этой статье описаны несколько примеров того, как мы это делаем.

Почему сложно поддержать DirectX в полном объеме

На самом деле, виртуальная машина РС, позволяющая запускать Windows на Mac, сама по себе не гарантирует, что в ней будут работать PC-игры. Дело в том, что большинству игр требуется поддержка DirectX определенной версии со стороны видеоадаптера, и обеспечение этой поддержки полностью ложится на плечи разработчиков видеодрайверов. Естественно, что видеодрайвера, разработанные для «настоящих» видеокарт Nvidia, AMD и Intel, в виртуальной машине работать не будут.

На данный момент последней версией DirectX является DirectX 12, но она еще не получила широкого распространения. Другое дело — версия DirectX 11, уже достаточно популярная среди разработчиков игр. Правда, начиная с DirectX 10 существует — и активно применяется на практике — возможность работать с версией DirectX 11 и выше на видеокарте, поддерживающей, например, только DirectX 10, с ограничением функциональности, поэтому большинство новых игр, написанных для DirectX 11, могут работать на DirectX 10 без заметной визуальной разницы.

Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры - 2

Мы обеспечиваем поддержку DirectX, начиная с самых первых версий Parallels Desktop для Mac. По мере эволюции Windows и DirectX, Parallels Desktop также развивался. Мы поддерживали DirectX 7, DirectX 8, DirectX 9, и уже несколько лет — и DirectX 10, что в свете вышеописанного особенно важно. Но та часть функциональности DirectX 10, которая касается работы видеодрайвера — правила, по которым надо трактовать его команды и создавать изображение — описана в документации довольно сжато. Количество разных комбинаций, состояний, вызовов — очень большое, и просто прочитать спецификацию, чтобы создать по ней однозначный программный код, которой позволит запускаться и работать любой PC-игре, к сожалению, нереально.

Кроме того, следует знать, что мы обеспечиваем поддержку DirectX 10 через OpenGL, т.е. преобразуем команды для DirectX в команды для OpenGL. Но одна и та же конструкция в OpenGL и в DirectX может работать несколько по-разному, и в разных условиях могут отрисовываться разные картинки. Что же остается? Остается работать методом проб и ошибок, т.е. запускать современные игры, которые пользуются функциональностью DirectX 10, и работать над ошибками.

Наша борьба с Overwatch

Проверить нашу поддержку DirectX 10 мы решили на примере игры Overwatch — многопользовательской «стрелялки», выпущенной компанией Blizzard Entertainment для всех основных игровых платформ, т.е. для PC, PS4 и Xbox One — но не для Mac. Игра Overwatch пользуется возможностями DirectX 10 очень интенсивно, поэтому она оказалась хорошим тестом на прочность для нашего DX10-драйвера. И игра заработала — но с множеством проблем. Многие вещи отрисовывались неправильно, медленно. Вот как выглядела игра поначалу.

Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры - 3

Ниже мы опишем лишь три проблемы из тех, с которыми нам пришлось столкнуться.

Элементы управления и пункты меню

Первое, что бросилось нам в глаза — на видеокартах NVidia и Intel игра Overwatch не отрисовывала часть пунктов меню, индикаторов и значков. Проблему мы нашли довольно быстро — она оказалась связана с расхождением в трактовке значений встроенной переменной VertexID в вершинных шейдерах. В случае индексной отрисовки в DirectX эта переменная равна значению «индекса вершины», а в случае работы через OpenGL к нему еще прибавляется значение BaseVertex. Шейдеры, генерирующие текстуру, которая затем используется для отображения меню и других «плоских» элементов игры, используют в своем коде сравнение VertexID с предопределенными значениями. Поскольку драйверы для NVidia и Intel работают согласно спецификации OpenGL, они выдают неправильную картинку. Драйверы для AMD, напротив, не прибавляют BaseVertex к VertexID, в результате ошибка накладывается на ошибку и получается правильный результат.

Можно было бы легко исправить ситуацию с помощью расширения GL_ARB_shader_draw_parameters, но, к сожалению, Mac его не поддерживает — во всяком случае, пока. Мы нашли другое решение — когда используются видеокарты NVidia и Intel, мы передаем значение BaseVertex внутрь шейдера, и затем вычитаем его из gl_VertexId. В итоге получается значение переменной, корректное с точки зрения DirectX 10 числа. На видеокартах от AMD этого, естественно, не происходит.

Проблема с тенями

На самом деле тени объектов рисовались в Overwatch правильно. Зато на всех освещенных участках были заметны полоски.

Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры - 4

После того, как мы детально разобрались с шейдерами, причина обнаружилась в настройке состояния OpenGL. Функция RasterizerState компонента Direct3D 10 Runtime имеет три значения, задающие корректировку глубины полигонов: DepthBias, DepthBiasClamp и SlopeScaledDepthBias. Их аналог в OpenGL сводится к вызову glPolygonOffset с правильными параметрами, и наша ошибка заключалась в том, что при нулевом значении DepthBias мы не предполагали, что SlopeScaledDepthBias может быть не равен нулю, поскольку считали, что корректировка глубины полигонов в этом случае выключена.

Отчего выпадают волосы

Тот факт, что все персонажи игры Overwatch под Parallels Desktop либо полностью потеряли свои шевелюры, либо постриглись «под ежик», вызвал бурную реакцию в социальных сетях и породил много шуток.

Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры - 5

Однако стоит заметить, что «оттягиваясь» на полысевших героях, добродушно настроенные пользователи не заметили, что в игре отсутствуют не только волосы персонажей, но и некоторые другие объекты. Тестирование показало, что причина этой экзотической ошибки — в нехватке свободных текстурных каналов. В OpenGL их может быть не более 16 на каждый тип шейдера. Это ограничение было связано с тем, что использование текстурных каналов с номерами 16 и выше на видеокартах AMD приводит к порче состояния OpenGL в драйвере и проблемам в последующих отрисовках. В результате вместо всех остальных текстур, участвующих в отрисовке, шейдер получал черный цвет, что в ряде случаев приводило к полному пропаданию рисуемого объекта со сцены. Надо сказать, что от самой проблемы мы, конечно, не избавились, но поскольку в Overwatch негативный эффект от снятия данного ограничения оказался минимальным, мы решили для данного случая от него избавиться. Стоит отметить, что в общем случае проблема дефицита текстурных каналов в OpenGL по сравнению с DirectX 10 стоит остро, т.к. последний теоретически позволяет использовать до 128 ресурсов в одной отрисовке, и спасает только то, что приложений, пользующихся такой возможностью, довольно мало.

Результат

Вся работа заняла у нас меньше месяца, и исправив ошибки — как описанные, так и ряд других — мы добились того, что теперь наши пользователи действительно могут играть в Overwatch под Parallels Desktop для Mac, и эта игра работает в условиях виртуализации довольно быстро. Эта скорость, конечно, не сравнима со скоростью работы Overwatch на РС, и в случае серьезных нагрузок игра тормозит. Но цель «догнать и перегнать PC» нами и не ставилась. На примере Overwatch мы нашли проблемы в работе нашего виртуального драйвера и смогли их исправить. Полученные результаты помогут в поддержке работе других 3D-приложений. И, конечно, ничто не сравнится с положительной обратной связью от пользователей Mac — ведь теперь благодаря нам они могут играть на этой платформе в свои старые любимые игры, переносом которых на Mac уже никто и никогда бы не озадачился.

Как герои игры OverWatch однажды облысели, а мы вернули им шевелюры - 6

Когда же появится поддержка DirectX 11

Дело в том, что OpenGL на Mac'ах развивается медленно и всегда заметно отстает от последних актуальных версий. Даже для поддержки DirectX 10 нам зачастую не хватало имеющейся функциональности OpenGL на Mac, приходилось прибегать к различного рода ухищрениям и эмулировать недостающие возможности самостоятельно. Сейчас Mac поддерживает OpenGL 4.1 и этого кое-как хватает для DirectX 10, но для 11-ой версии недостает ряда ключевых возможностей, например, compute-шейдеров. Так что, многое зависит от того, будет ли Apple дальше развивать OpenGL на своих машинах.

Автор: Parallels

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля