Physics

Trap je tegen een blikje aan, dan vliegt deze weg. Loop je tegen een muur aan, dan blijft de muur natuurlijk overeind staan. Duw je een kist van een afgrond af, dan valt deze naar beneden en stuitert hij regelmatig tegen de rotswand, alvorens in het water te kletteren. In het echt is dit allemaal logisch, maar in games is het altijd maar de vraag of zoiets ook op de juiste manier weergegeven wordt. Een zeer belangrijke technische ontwikkeling in veel spellen is daarom het physics-gedeelte. De physics engine in spellen bepaalt hoe alles in de spelwereld reageert op de gebeurtenissen die gaande zijn. Naast een uitleg wat een physics engine inhoudt, kijken we in dit artikel naar de bestaande physics in spellen, en de toekomst van physics.

Wat is een physics engine en waar gebruiken we het voor?

De laatste jaren zijn games steeds mooier en mooier geworden. Een probleem waar veel ontwikkelaars echter tegenaan liepen, was dat de omgevingen nooit dynamisch waren. De speelvelden kenden geen beweging. Althans, geen beweging die door de speler zelf veroorzaakt was. Daarom begonnen veel ontwikkelaars een techniek te bedenken die er voor zorgde dat voorwerpen in de speelwereld zouden reageren op wat jij er mee doet. De meeste physics engines proberen de werkelijkheid na te bootsen door veel eigenschappen aan een voorwerp te hangen waardoor ze zoveel mogelijk reageren als ze in de echte wereld zouden doen. Een klein licht blikje moet dus sneller en verder wegrollen wanneer je er tegen aan trapt dan wanneer je dit bij een olievat zou doen.

Eerst werden physics vooral gebruikt in lichamen van spelpersonages. Deze zogenaamde ragdoll lichamen zorgen ervoor dat een personage nooit twee keer op dezelfde manier naar de grond valt. Tegenwoordig worden physics ook meer in spellen verwerkt als een gameplay element. Zoals in Half-Life 2, waarbij je door het verplaatsen van voorwerpen bepaalde puzzels op moest lossen. Op het moment worden physics vooral gebruikt in actiespellen, maar je ziet ze ook steeds vaker in andere soorten genres. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een auto waar alle onderdelen op realistische wijze vanaf vallen in een racespel, of een correcte instorting van een gebouw in een strategiespel.

Wie maken de physics engine?

Sommige ontwikkelaars maken de physics engine voor hun spel zelf, maar veel laten het ook aan andere bedrijven over. Een eigen physic engine maken, heeft als nadeel dat het veel tijd kost en dat ze bijna nooit zo goed zijn als die van bedrijven die zich volledig richten op physics. Er zijn twee bedrijven die wij zullen bespreken, dit zijn Havok en Ageia, beide leveren de physics engine voor veel grote uitgevers en ontwikkelaars.

Één van de eerste physics engine ontwikkelaars die doorbrak was Havok. De engine van Havok is zeer makkelijk in spellen te verwerken en levert ook gelijk goed werk. Dit is dan ook de reden waarom hij door veel ontwikkelaars gebruikt wordt. Havok verzorgde de physics in spellen zoals Halo 2, Half-Life 2 en Max Payne. Maar ook nieuwere spellen zoals Perfect Dark Zero en F.E.A.R. laten hun physics afhandelen door Havok.

Een ander bedrijf dat zich vooral het afgelopen jaar bekend heeft gemaakt, is Ageia. Ageia heeft een nieuwere engine met meer mogelijkheden en realistischere bewegingen van voorwerpen. Ondanks de vernieuwingen die Havok steeds in haar engine introduceert, loopt Ageia toch een stapje voor. Een nadeel voor PC gamers is echter dat voor het gebruiken van Ageia physics een extra stukje hardware van circa 250 euro vereist zal zijn wanneer de engine binnenkort in spellen aanwezig is. Consolegamers komen hier beter vanaf aangezien de PlayStation 3 en Xbox 360 de physics wel kunnen draaien zonder deze extra hardware. De engine van Ageia zal onder andere gebruikt worden door Ubisoft en Epic. Ook Epic’s Unreal Engine 3 engine zal de techniek van Ageia geïmplanteerd hebben en zal dus in titels als Gears of War en Ghost Recon Advanced Warfighter aanwezig zijn.

Wat kunnen we in de toekomst van physics verwachten?

Physics zijn nog lang niet gestopt in ontwikkeling. In hedendaagse spellen bewegen alleen nog voorwerpen zoals kasten, tafels en tonnen. Maar hoe zit het met de rest van de wereld? Bomen, gras en haar zijn ook dingen die bewegen door bijvoorbeeld de wind. In de toekomst zullen we zien dat physics ook worden toegepast op kleine dingen als deze.

Een onderdeel waar de afgelopen tijd aan gewerkt wordt, is de beweging van vloeistoffen. Op de site van Ageia is bijvoorbeeld een filmpje te zien hoe een vloeistof zoals water over een auto heen gegoten wordt en hoe dit op realistische wijze naar beneden stroomt. Wanneer deze vloeistof-physics helemaal goed uitgewerkt zijn, betekent dat buiten een mooi plaatje ook nieuwe gameplay-mogelijkheden.

Lange tijd stond verbetering van hardware alleen maar voor verbetering van het visuele plaatje. Technieken als physics gebruiken moderne technieken niet alleen voor dit visuele plaatje maar ook voor verbetering van gameplay. Ik hecht veel waarde hieraan, want een spel kan schitterend zijn, maar als het niet leuk is om te spelen heeft het voor mij geen waarde. Eén ding is zeker en dat is dat physics nog lang niet perfect zijn en dat we de komende jaren nog veel veranderingen zullen zien in deze techniek.