Dal punto di vista di uno scienziato
La scienza deve risolvere questi problemi, e quando lo fa con i computer, ci riesce interamente grazie alla matematica. Ad esempio, per rivestire un muro con una bella superficie e con una luce corretta, la GPU utilizza unità chiamate shader. Il pricipio è quello di applicare un algoritimo ottimizzato che svolga i calcoli corretti in ogni momento, e gli shader oggi fanno un eccellente uso dell'hardware a disposizione.
Kenny Erleben, assistente professore al Datalogical Institute di Copenhagen, Danimarca.
Kenny Erleben, assistente professore al Datalogical Institute di Copenhagen, Danimarca, sta lavorando sulle animazioni fisiche e sulle simulazioni della creazione di modelli. Dal punto di vista teorico dei ricercatori, e da quello che ha sentito, Erleben afferma che la scheda PhysX non sembra promettente per due principali ragioni. La prima è che gli algoritmi fisici sono chiusi nell'hardware, il che vieta ai programmatori di cambiare gli algoritimi. Secondo, come abbiamo menzionato prima, i fattori che influenzano la fisica non possono essere semplificati in un'unica equazione. Questo, in altre parole significa che non sarà possibile progredire apportando modifiche e miglioramenti.
Erleben spiega: "le soluzioni tendono ad essere ripetitive e la qualità dell'animazione è limitata da un tasso di convergenza lineare di questo tipo di risoluzioni. Per i profani, questo significa che gli algoritimi vanno bene per un fisica improvvisata, come guidare una macchina contro un muro o radere al suolo un castello con una catapulta. Ci sono, tuttavia, molti impercettibili effetti che questi tipi di algoritmi non possono produrre."
Questi impercettibli effetti a cui fa riferimento Erleben agisco ad esempio in dinamiche del tipo: a seconda di quanto è alta una costruzione, potrebbe diventare elastica o colassare sotto il proprio peso se dannaggiata? L'acqua dovrebbe muoversi più realisticamente, perdendo quelle sembianza da "gel", mentre i vestiti potrebbero sembrare più elastici Dinamiche di questo tipo, afferma, sono buoni esempi di come gli effetti fisici nei giochi molto spesso sono controllati da script. Afferma che questo in parte è dovuto al fatto che i programmatori tentano di avere un controllo migliore sulle risorse di calcolo, ma la ragione principale è che l'implementazione delle leggi della fisica all'interno di algoritimi più veloci e precisi non è semplice di attuare.
Erleben preferisce attualmente la soluzione con le GPU, perchè le GPU sono abbastanza flessibili da essere programmate. "Con le GPU, si può avere il controllo totale dell'hardware. La GPU offre due altre interessanti aspetti: un'architettura streaming e parallela." Tuttavia, parla anche di alcuni problemi connessi al lavoro con acceleratori grafici, come la quasi totale impossibilità di operare un debugging del codice e come siano possibili problemi solo con specifici produttori. Noi pensiamo che parte delle ragioni per cui lui preferisce le GPU è che questi dispositivi sono presenti già da molto più tempo e quindi sono maturi.
Secondo Lacoursière, c'è un problema principale con le soluzioni ripetitive (GPU, PPU) che sono utilizzate anzichè quelle dirette, molto più accurate. Poichè tutte lavorano facendo approssimazioni grezze, non prendono in considerazione nessun effetto a lungo termine, che potrebbe richiedere maggiore potenza di calcolo. Così, afferma Lacoursière, questa è la ragione per cui sia la PPU che la GPU falliscono nell'essere una piattaforma sufficientemente adatta. Questo lavoro dovrebbe essere amministrato dal laureto nella risoluzione delle operazioni a matrice diretta: la CPU. La potenza grezza di sistemi dual CPU multi-core con un quantitativo di cache elevata dovrebbe bastare per migliorare le prestazioni. Eppure, afferma Erleben, per fare realmente un buon uso di questa architettura multithreading, bisognera riprogettare tutti gli algoritmi coinvolti, un'operazione che richiede molto tempo.
Presto avremo la possibilità di combinare la potenza di sistemi dual multi-core, GPU che potranno eseguire calcoli fisici e la scheda AGEIA PhysX. Il futuro si fa molto interessante sia per la scienza che per il gaming. Così, come gli scienziati continueranno ad eseguire le loro simulazioni su questo tipo di hardware, non abbiamo dubbi che vedremo sempre più giochi che faranno uso di questa nuova tecnologia, guidati sia dal software che dall'hardware. E finchè i giochi ci sembreranno di buon livello, probabilmente non ci ricorderemo che la fisica dei giochi non è esattamente la stessa del mondo reale.