Durante el año 2005 apareció en el mercado una tarjeta PCI que se encargaba de hacer los cálculos necesarios para que nuestros juegos tuvieran efectos físicos más reales, la Ageia PhysX; algo que ese momento estaba en tendencia dentro de la industria de los vídeo juegos, la primer Xbox y el Playstation 2 habían tenido grandes avances en este campo. Las físicas en un juego controlan todo lo referente a como los objetos se mueven e interactúan entre ellos y con el juego; los objetos tienen que interactuar de manera natural con otros objetos del ambiente del juego, tal como lo harían en el mundo real, donde las leyes de la física los afectan.
Bueno estas nuevas tarjetas se encargaban de hacer esos cálculos, para permitir que el CPU se encargara de realizar otras instrucciones de inteligencia artificial de los enemigos y demás cálculos que intervienen en la dinámica de juego; en ese momento los cálculos de las físicas recaían en el CPU y no el GPU, porque estos últimos calculaban única y exclusivamente los gráficos del vídeo juego. Así que estas nuevas tarjetas no mejoraban los FPS, ni hacían que los gráficos del juego fueran más fluidos, ni nada; únicamente calculaban físicas. En ese momento los vídeos juegos comenzaban a tener un desempeño gráfico bárbaro, es decir, que se comenzaban a ver realmente bien. Títulos como DOOM 3 y CoD 2 acababan de ser lanzados, así que agregar físicas era el siguiente paso lógico, para mejorar cinemáticas o simplemente para agregar un nivel de detalle más profundo al título en general.
Con estas tarjetas los desarrolladores ya no tendrían que hacer grandes trabajos de programación para controlar cada posible movimiento de un objeto dentro del juego a puro código, sino que podían dejar que las PPU se encargarán de todos los cálculos para hacer que los movimientos se vieran como en el mundo real.
Ageia la empresa detrás
Ageia Technologies, una pequeña compañía fundada en 2002, en Mountain View California, que se dedicaba a la fabricación de semiconductores, fue la responsable que de llevar esta revolución visual en su momento a la industria de los vídeo juegos para PC. El chip PhysX que se anunció en 2005 fue su producto más representativo y famoso. Esta compañía pretendió seguir el modelo de negocios de Nvidia, donde Ageia proveería el semiconductor principal y el diseño que debería tener la placa impresa, para que empresa tercerisadas se encargarán de crear el mercado y la comercialización. Así como ahora compramos tarjetas GeForce ensambladas por ASUS, Gigabyte, Zotac, etc.
El valor al que anunciaron que saldrían al mercado estas tarjetas PhysX sería de USD 299; para que se hagan una idea ese era el mismo precio que tenía la Xbox 360 cuando fue lanzada en ese mismo año. Su propuesta era que las tarjetas tipo PPU (PhisX Processing Unit) el nombre oficial de este dispositivo, se encargarán del cálculo de la físicas, que el GPU se encargará de todo lo concerniente a gráficos del juego y que el CPU estuviera haciendo instrucción y cálculos para el gameplay. Ageia se refería a esta correlación como “el triangulo”; compuesto por el gameplay o dinámica de juego, procesamiento gráfico y procesamiento de las físicas.
Para entender como los tres procesadores trabajarían juntos Ageia exponía que el CPU haría el pensamiento y estaría orquestando todo el juego, el GPU sería el encargado de hacer todo el renderizado gráfico del juego y la PPU se encargaría de todo el movimiento e interacción. Haciendo que cada dispositivo sacará lo mejor de si mismo al momento de entrar en sinergia entre sí.
Es importante saber que el PPU solo se encargaría de los cálculos físicos y que en los sistemas que tuvieran un CPU secundario, este segundo procesador podría encargarse de hacer grandes cantidades de cálculos de físicas, pero Ageia aseguraba que no un CPU secundario no sería tan eficiente en hacer los cálculos físicos, como los sería un PPU. Además, que un sistema con dos CPUs, sería considerablemente más caro que un sistema con una PPU.
En qué aspectos ayudan las físicas en un vídeo juego
En el momento que se lanzó esta tecnología, los ambientes en los vídeos juegos habían avanzado bastante, pero eran débiles debido al limitado poder de procesamiento, lo cual afectaba ciertos aspectos del ambiente de lo juegos, sobre todo en el realismo en como los personajes se movían y como el ambiente interactuaba con estos personajes. Por ejemplo, si había una gran explosión, luego de esta tendría que llover escombros lanzados por el daño causado por la explosión en los objetos alrededor de esta. En ese momento el hardware podía manejar alrededor de 200 objetos al mismo tiempo, con una PPU Ageia se podría llegar a manejar hasta 32,000.
Que partes se verían más beneficiadas con PhysX
En su momento Ageia identifico lo siguientes elementos, en los cuales PhysX llegaría a tener más impacto.
La ropa: Los tejidos y principalmente la ropa tendría un movimiento mucho más realista cuando interactúa con el viento o cuando un personaje se mueve. Los cálculos requeridos para esos movimientos solo podrían ser realizado en su momento, de manera práctica, por una PPU.
Fluidos: El crear fluidos realistas es más que crear olas que se mueven a través de una playa. Sino que también incluye como estos fluidos interactúan con otros objetos, como con otras fuentes de fluidos, que dependen de la fuerza de los flujos o corrientes.
Articulaciones y resortes: En ese momento una de las cosas más difíciles de darle movimiento realista eran las articulaciones de los personajes. Los cálculos requeridos para hacer movimientos de articulaciones reales, solo podían ser generados por una PPU, sobre todo cuando un personaje se decidía a recoger algún otro objeto. Este mismo nivel de cálculos es necesario para poder darle un movimiento natural a un resorte.
Propiedades materiales: En este campo se incluían todo lo que tiene que ver en como se comporta un objeto según el material con el cual esta construido. Como se comportan los suelos según el tipo de superficie sobre el cual pase el personaje. Así como las dinámicas de cuerpos rígidos, es decir, los efectos de cuando dos objetos comisionan entre sí, deben actuar de manera natural, como en el caso en que una moneda cae sobre una mesa, esta debe de verse de manera natural.
Sistema inteligente de partículas: Partículas como el polvo, humo o niebla tendría más realismo al momento de interactuar con otros elementos del ambiente. Por ejemplo el humo se disiparía de manera más rápida en un ambiente con mucho viento.
El semiconductor PhysX
Ageia tenía pensado lanzar este semiconductor integrado en las motherboards, así como también en tarjetas independientes, muy similares a las GPUs. Esta última versión es la única que yo pude ver y no se si finalmente Ageia logro lanzar la versión que venía integrada en la placa base. Las versiones independientes tendrían elementos similares a una GPU. Contarían con memoria RAM y con una solución de enfriamiento compuesta por disipador y ventilador activo. Pudiéndose instalar en un puerto PCI o PCI-e. Las primeras versiones que se pensaban lanzar de estas PPU solo podrían hacer cálculos para físicas de fluidos y objetos rígidos, pero que eventualmente tendrían una actualización de software que les permitirías manejar más elementos físicos dentro del juego.
PhysX y su software NovodeX
Este era el software con el cual los desarrolladores trabajaban, para poder acceder al potencial de los cálculos de físicas con el la tarjeta PhysX. Aunque también se podía utilizar para hacer que el procesador hiciera los cálculos físicos. Este software tenía todas las librerías y API para que los desarrolladores, tanto de PC como para consolas, tuvieran acceso a esta tecnología y pudieran sacarle provecho.
Nvidia se lleva a PhysX
Las expectaciones de Ageia eran grandes para su tecnología, al principio esperaban que los desarrolladores la utilizarán para embellecer los ambientes de sus escenarios. Pero una vez se familiarizarán con ella, comenzaría a utilizar para mejorar el gameplay. Por ejemplo cuando el viento moviera los arbustos, se podría llegar a ver si hay alguien escondido.
Debido a todo lo anterior nuestros amigotes de Nvidia vieron el potencial que tenía PhysX y vinieron al rescate de todos los gamers de la humanidad y compraron Ageia en el año 2008. Inmediatamente agregaron la tecnología de PhysX directamente en sus GPUs, a través de la plataforma CUDA. Recuerdo como si fuera ayer, cuando Nvidia a nuncio que a partir de la próxima actualización de controladores, que estaba a un par de semanas, a la mayoría de sus tarjetas se les activaría la tecnología PhysX. Así, si más, todos los que tuviéramos una tarjeta de vídeo Nvidia instalada en nuestro PC podríamos disfrutar de efectos de partículas más reales. En ese momento yo tenía una GTS 8800 640 MB y fue toda una locura el poder contar con esta tecnología de la noche a la mañana sin tener que gastar ni un céntimo.
Si uno tenía una GPU Nvidia se podía correr PhysX sin la necesidad de una tarjeta extra dentro de nuestro gabinete para hacer estos cálculos. Esto hizo que PhysX fuera mucho más accesible, siempre y cuando se tuviera una tarjeta gráfica Nvidia por supuesto. Esto hizo que muchos desarrolladores de juegos de la época explotaran esta tecnología y tuvieran efectos de partículas nunca antes visto.
PhysX se convirtió en un gran gancho de venta para Nvidia, ya que está tecnología le permitía demostrar de lo que eran capaces de hacer sus tarjetas de vídeo, algo que hacía que al compararse con su competencia, resaltará que nadie manejaba mejor las partículas que Nvidia.
¿Qué le paso a PhysX?
Si esta tecnología fue tan buena porque ya no está presente en la industria actualmente. Pues como todo el mundo no era algo perfecto. Primero esta tecnología era exclusiva del hardware de la marca Nvidia. Si tenías una tarjeta AMD o simplemente estabas en una consola, no podías disfrutar de esta tecnología y te quedabas al margen de esta revolución de físicas.
Por la razón anterior es que los desarrolladores se preguntaban si era una buena inversión trabajar extra y gastar un poco en el desarrollo de los efectos para que aprovechara esta tecnología, si solo una parte de sus jugadores la iba a poder disfrutar. Por lo tanto, mejor utilizaban alternativas a esta como el motor gráfico Havoc, con el cual podían desarrollar sus juegos y estos si serían aprovechados por todos y hacía que la inversión extra valiera un poco más la pena.
El desempeño de PhysX consumía muchos recursos, lo cual hacía que para poder disfrutar de ciertas partes del juego el cual tenía partículas, se podía hacer que todo el resto del juego corriera lento. A pesar que se tuvieran tarjetas de vídeo realmente potentes para la época, siempre se veía un bajón en el desempeño del sistema y todo solo por disfrutar de efectos de partículas en nuestros títulos.
También en su momento otra desventaja de esta tecnología es que algunos usuarios habían comenzado a utilizar GPUs secundarias para que se encargarán de los cálculos físicos. A través de la utilización del GPGPU (General Purpose Computing on GPUs).
La tendencia de los vídeo juegos comenzó a cambiar en ese momento, los desarrolladores ya no estaban tan interesados en utilizar físicas tan realistas en sus títulos, sino que comenzaron a hacer juegos de otro tipo, no abandonaron las físicas en ningún momento, pero ya no era la punta de lanza de los gráficos.
En 2018 Nvidia hizo PhysX Open Source y ahora cualquiera tiene acceso a su código fuente y puede desarrollar títulos con esta tecnología. En la actualidad principalmente se utiliza para inteligencia artificial, robótica y otras aplicaciones que están en campos muy distintos a los vídeo juegos. Pero las PhysX se desarrollaron en un principio para que los juegos se vieran mejor.
Conclusión
Actualmente aún hay muchas físicas en los vídeo juegos actuales, este legado se debe a gran medida a esa época hace 20 años, cuando salieron esas tarjetas PPU. En ningún momento esta tecnología fue un fracaso, es solo que el tiempo cambio y la industria de los vídeo juegos camino hacia otra dirección. Aunque aún se puede ver el impacto que tuvo en los juegos modernos.
El problema se puede resumir en que Agua apostó el éxito de su tecnología, a que los PC gamers, que son un mercado de nicho, estuvieran dispuesto a pagar por una tarjeta extra, que solo ayudaba a mejorar físicas y poco más. Además que no vieron o no tal vez sí, no se sabe, el potencial riesgo que otras empresas con más músculo desarrollar algo parecido o que los terminará comprando. Como historia personal, cuando trabaja para el laboratorio de demostraciones de DELL durante el 2007, las XPS 720 tenía una de estas tarjetas. En ese momento no sabía para que servía, pero era una tarjeta extra que venía. Recuerdo muy bien el logo en la parte trasera del gabinete y haberla visto con mucho detenimiento.
Saludos a todos.-
Israel es un Xennial entusiasta del PC Case Modding y del hardware en general. Ha surfeado la web desde 1995 y ha pasado toda su vida rodeado de PCs, Legos y Nintendos. Siempre aprendiendo algo fuera de las aulas. Cree firmemente que si el hardware no se puede modificar, en realidad no te pertenece y que las computadoras tienen el corazón de quien las diseña y construye.