Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г....

32
I N T E S O F T W A R E ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ — И ВПЕРЕД! ВЫПУщена ВерСия GUITAR HERO* III для ПортатиВнЫх ПК трассировка лучей выходит на новый уровень Crysis * : созданный побеждать

Transcript of Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г....

Page 1: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

1Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

I n t e l ® S o f t w a r e

ВЫПУСК № 13, 2008 г.

БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ — И ВПЕРЕД! ВЫПУщена ВерСия GUITAR HERO* III для ПортатиВнЫх ПК

трассировка лучейвыходит на новыйуровень

Crysis*: созданный побеждать

Page 2: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

2 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

МоБилЬнЫе роК-ЗВеЗдЫОдна из наиболее популярных консольных игр, Guitar Hero* III: Legends of Rock, обретает новую жизнь. Теперь доступна ее версия для портативных ПК. СТР. 3

Чей робот стал победителем соревнований DarPa Urban Challenge?Узнайте результаты на СТР. 7

лучшие игры c точки зрения программного кода и совместимости с аппаратными технологиями автор: Пит Бэйкер (Pete Baker)Корпорация Intel вот уже 10 лет сотрудничает с разработчиками, помогая им создавать игры нового поколения, еще более эффектные и зрелищные, чем раньше. СТР. 7

оптимизация Microsoft Flight Simulator* XБлагодаря применению многопоточности последняя версия симулятора Microsoft Flight Simulator* X стала еще более реалистичной. СТР. 9

Усовершенствованный алгоритм трассировки лучей

Мощные вычислительные возможности многоядерных систем позволяют совершенствовать метод трассировки лучей. СТР. 13

Crysis* – больше, чем играЗахватывающая, впечатляющая, мастерски сделанная – о новой игре Crysis от компании Crytek можно сказать еще много хороших слов. С ней вы полностью измените свои представления о компьютерных играх. СТР. 21

новая версия Energy Star*Intel разработала ряд рекомендаций по стандарту Energy Star* версии 4.0, которые помогут системным интеграторам воспользоваться преимуществами данной технологии. СТР. 27

обратите вниманиеВ данном разделе публикуются важные новости, информация о ближайших мероприятиях, а также сведения о последних разработках Intel® в области IT-технологий. СТР. 29

I n t e l ® S o f t w a r e

В Ы П У С К

№ 1 3 ,

2 0 0 8 г .

Колонка главного редактора

Игры, которые нас удивили

В прошлые выходные мне удалось выкроить

немного времени и поиграть со своими детьми

в Guitar Hero* III.

Скажу честно, впечатлений была масса:

я почувствовала себя полностью раскрепощенной

(покажите мне человека, который хотя

бы на минутку не хотел бы стать известной

рок-звездой) и успела подумать о том, что игры

постоянно развиваются и, в некоторых случаях,

даже способствуют сближению родителей и детей.

Конечно, я не собираюсь закрываться у себя

в кабинете и нескольких часов подряд играть

в Halo* 2, но, признаюсь, я в какой-то степени

изменила свое представление об играх.

тех, кто вырос с джойстиком, мышью

и клавиатурой в руках, мы иногда называем

поколением геймеров. для таких людей

игры являются приоритетным развлечением.

Вспомним успех игры Halo 2 для платформы

Microsoft Xbox* – в течение первых суток продаж

она собрала выручку в 125 млн. долл. СШа (что

превышает сумму в 116 млн., зафиксированную

в первый день продаж игры Spider-Man* 2).

разработчики постоянно совершенствуют

реалистичность, сюжетную линию,

интерактивные возможности и даже обучающие

характеристики игр. Выпуск Intel® Software

Insight, который вы держите в руках, посвящен

компьютерным играм и всем тем, кто увлекается

ими и вносит посильный вклад в их разработку.

Ведь именно благодаря этим людям я смогла

отвлечься от повседневной суеты и пару часов

побренчать на игрушечной гитаре вместе

со своими ребятишками. Удачной игры!

Кристи Салливан (Chryste Sullivan)

Page 3: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

3Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Всем любителям рок-музыки

посвящается

G uitar Hero* входит в число игр, буквально взорвавших рынок игровых консолей. Число ее копий, проданных в 2007 году1, достигло 4,2 млн. Эта игра, предназначенная

для всех возрастов, способна пробудить желание стать рок-звездой у каждого, взявшего в руки специальную мини-гитару (которая, кстати, входит в комплект!). Популярность Guitar Hero* объясняется специальной подборкой музыкальных композиций различных исполнителей и групп, среди которых Aerosmith, Sex Pistols, Guns N’ Roses, Rolling Stones, Nirvana, Pretenders и многие другие. В свое время игра была доступна только на консолях Xbox* 360, Playstation* 3 и Nintendo Wii*, но обладатели последней версии Guitar Hero III: Legends of Rock могут вдарить по струнам не только на консоли, но и на PC, и даже на Mac*, причем не только дома, но и в пути.

теперь, имея ноутбук, вы можете запускать Guitar Hero III везде, где душа пожелает, и это – значительное преимущество указанной игры. Владельцы ноутбуков, обладая расширенными возможностями гибкости и мобильности, могут взять с собой в поездку игры для настольных ПК, чтобы играть в любое время и в любом месте. Повсеместное распространение портативных ПК и внедрение таких технологий, как многоядерность, обеспечило новый взгляд на производительность игр для мобильных устройств. новую тенденцию приняли и разработчики игр, ведь если рыночная доля ноутбуков превысила объемы продаж настольных ПК, в необходимости разработки мобильных игр трудно сомневаться. игры для ноутбуков – это будущее отрасли, и такие компании-

разработчики видеоигр, как Aspyr, с энтузиазмом принялись работать над новыми мобильными решениями.

«одной из наших целей была адаптация консольной версии Guitar Hero III, ведь для игровой консоли требуется телевизор, а на ПК можно обойтись и без него, – говорит гленда адамс (Glenda Adams), директор по технологическому развитию Aspyr. – С учетом современных темпов развития совместимости компьютерных игр с ноутбуками мы считаем, что это перспективный и быстрорастущий сегмент рынка, на который мы можем выйти в ближайшее время».

трудности оптимизацииразработка любой игры

для портативных ПК связана с многочисленными трудностями, особенно характерными для ресурсоемких приложений с высококачественной графикой, таких как Guitar Hero III. Видеоигры, которые оставят у пользователей мобильных устройств только положительные впечатления, должны отличаться оптимизированными энергопотреблением и пропускной способностью сети и производительной графикой. У Aspyr есть удачный опыт подобной деятельности – разработка оптимизированной под мобильные

1 Источник: Kotaku’s NPD: 2007 Sales So Far (Данные исследований продаж компьютерных игр в 2007 г.) http://kotaku.com/gaming/npd/npd-2007-sales-so-far-323458.php

Page 4: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

4 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Всем любителям рок-музыки посвящается

устройства игры Sims: Life Stories* по заказу компании Electronic Arts (EA). «Мы постарались создать игру, которая учитывает режим питания ноутбука и регулирует свою производительность, чтобы максимально увеличить время работы от батарей. Конечно же, мы хотим, чтобы удовольствие геймеров, выбравших наш продукт, длилось как можно дольше, – говорит гленда. – Что касается Guitar Hero III, то, если ноутбук, на котором она запущена, выключают из розетки, игра автоматически отключает некоторые видеоэффекты, практически незаметные пользователю. В то же время производительность игры остается практически на прежнем уровне».

для такой оптимизации нужно достаточно много времени, порой больше, чем отведено исходным планом-графиком работ. несмотря на то, что разработчиков Aspyr этот график интересовал мало, на разработку, упаковку и отгрузку версии Guitar Hero III, совместимой с портативными ПК, ушло всего 10 дней с момента выхода консольной версии, которая, в свою очередь, разрабатывалась около пяти месяцев.

Guitar Hero III: сделано с любовьюПосле составления графиков работ и оценки поставленных задач

группе разработчиков Aspyr пришлось немало попотеть, чтобы оптимизировать Guitar Hero III под мобильные устройства. «отладку и оптимизацию нашей игры мы проводили с использованием инструментов Intel, – говорит гленда. – на доработки, связанные с совместимостью с ноутбуками, было потрачена уйма времени. Когда наши тестеры отмечали, что игра недостаточно производительна при исполнении какой-то композиции или графика не вполне качественна, мы подключали анализатор производительности Intel® VTune™ и наблюдали за счетчиками производительности. Это помогало нам определять узкие места и устранять их. Этот анализатор производительности обеспечивает возможности оптимизации, недоступные другим средствам разработки».

разработчики Aspyr работали буквально круглые сутки пять месяцев подряд в офисе, расположенном в центре техаса. В короткие перерывы они утоляли голод пиццей и жареным мясом, запивая все литрами кофе. не будем забывать и о духовной пище: все разработчики были полны любви к своему делу – любви, которая помогала им справляться со всеми проблемами, связанными с разработкой. для выполнения работ в сжатые сроки требовалось наличие мощных средств оптимизации. «С помощью комплекта Intel® для разработки игр для мобильных ПК мы могли быстро получать такую информацию, как режим питания ноутбука, заряд аккумулятора и наличие доступа к беспроводной сети – данные, необходимые для качественной проверки функционирования

игры, – продолжает гленда. – Благодаря универсальным функциям, предусмотренным в этом наборе инструментов, нам не пришлось углубляться в дебри Windows* и предусматривать свои варианты считывания такой информации, как, например, заряд аккумулятора, для ноутбуков различных моделей».

Что обеспечит высокую производительность графики и полное погружение в игру? естественно, многопоточность

Практически все современные компьютеры, будь то ноутбуки или настольные ПК, имеют процессор с двумя или более ядрами. да, многоядерные технологии действительно изменили всю игровую индустрию. алгоритмы искусственного интеллекта, усовершенствованная физика, элементы виртуальной реальности – эти элементы значительно усложняют игры, увеличивая их ресурсоемкость, обеспечивающую параметры, установленные разработчиком. При разработке Guitar Hero III многопоточность была использована в полной мере. Собственно, именно она являлась единственным средством, с помощью которого группа разработчиков Aspyr могла добиться необходимого прироста производительности без ущерба для качества визуализации игры.

графическая среда любой игры просто обязана быть качественной. «Мы обнаружили, что на базовых моделях ноутбуков со встроенными адаптерами Intel® Graphics идут наши игры, например, Sims.

очень важно для нас было реализовать поддержку графических адаптеров Intel® Graphics Media Accelerator, поскольку мы планировали занять как можно больший сегмент рынка, – сообщает гленда. – Кстати, мы были поражены производительностью Guitar Hero III на ноутбуке с чипсетом 965-й серии и последней версией адаптера Intel Graphics. Первые версии этих адаптеров не обеспечивали качество графики на требуемом для нас уровне. но, когда мы начали работу над Guitar Hero III, нас настолько порадовала производительность визуальных эффектов, что мы и думать забыли о требованиях к оптимизации, которые когда-то хотели предъявить. наша работа значительно упростилась, а, учитывая, что производительность и функциональные возможности чипсетов Intel постоянно растут, мы получаем дополнительные возможности для того, чтобы графика в нашей игре имела достойное качество и высокую производительность».

оптимизация игр под портативные ПКхотя портативные ПК по некоторым параметрам всегда будут

отставать от настольных, разрыв между этими двумя категориями сокращается достаточно быстро. Сейчас на рынке отмечается бурный рост продаж ноутбуков, объясняемый наличием в них энергоэффективных многоядерных процессоров, мощных графических адаптеров и высокопроизводительной оперативной памяти. «и что в результате?» – спросите вы. В результате

Page 5: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

5Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Всем любителям рок-музыки посвящается

появляются оптимизированные под ноутбуки игры, среди которых и Guitar Hero III, а перед такими компаниями, как Aspyr, открываются обширные горизонты на новом сегменте рынка. геймеры, которым когда-то приходилось тащить свои тяжелые системные блоки на соревнования или домой к друзьям, теперь могут взять свой легкий, компактный красавец-ноутбук, обладающий равной, если не большей производительностью, чем старый настольный ПК. «Компания-

разработчик игр любого масштаба стремится сделать все, чтобы увеличить число покупателей своей продукции. до недавних пор разработчики не думали о портативных ПК как об устройствах, программная поддержка которых перспективна, – сказывалось отсутствие производительных аппаратных технологий. теперь, когда ноутбуки имеют мощный процессор и высокопроизводительную видеокарту, ситуация изменилась, а на рынке открылся никем не

охваченный перспективный сегмент, – говорит гленда. – если бы я была самостоятельным программистом, работающим на себя, и искала способ увеличения продаж для тысячи игр, я бы продала все полторы тысячи, реализовав в них поддержку мобильных устройств».

Guitar Hero III: Legends of Rock предъявляет самые серьезные требования к конфигурации системы по сравнению с другими

программными продуктами компании Aspyr для ноутбуков. и это далеко не последнее их творение для мобильных устройств, ведь Aspyr с успехом подхватила новую тенденцию и теперь разрабатывает игры, совместимые с портативными ПК и соответствующие концепции «играй везде». С помощью различных инструментов для оптимизации, способствующих сокращению цикла разработки, и видеоэффектов, оптимизированных под

Page 6: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

6 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Всем любителям рок-музыки посвящается

графические адаптеры мобильных ПК, а также литров кофе, килограммов пиццы и пары центнеров жаркого по-техасски разработчики Aspyr будут создавать игры, дарящие нам только положительные эмоции. ■

Статья подготовлена с участием Кэти Кинзер (Cathy Kinzer), менеджера Intel

по развитию стратегических отношений в сфере компьютерных игр.

Вести с выставки CESВыставка бытовой электроники Consumer Electronics Show (CES) 2008,

проходившая в лас-Вегасе (штат невада), открыла «год мобильных устройств». на ней были продемонстрированы разнообразные современные

портативные ПК с поддержкой беспроводных сетей Wi-Fi и WiMAX, персональные мультимедийные устройства и многое другое.

В павильоне Intel было представлено немало примечательных экспонатов. Это и новейшие высокопроизводительные процессоры, изготовленные по 45-нанометровой производственной технологии с использованием соединений гафния; технология широкополосного беспроводного доступа WiMAX, продемонстрированная в гоночной машине команды BMW Sauber F1*, спонсором которой является Intel; мобильные интернет-устройства на базе процессорной технологии Intel® для ультрамобильных ПК и другие технологии следующего поколения, выпуск которых начинается в 2008 г.

наибольший интерес посетителей вызвали мобильные устройства, например, ноутбуки на базе процессорной технологии Intel® Centrino® с графическими адаптерами Intel® Graphics Media Accelerator X3100 для мобильных ПК, обладающие невиданной производительностью. на них демонстрировалась работа впечатляющих игр вроде Hellgate London* и Guitar Hero* III: Legends of Rock.

для презентации новой версии игры Guitar Hero III: Legends of Rock, оптимизированной под портативные ПК, лучше места было не найти. Посетители павильона Intel вставали в очередь, чтобы запустить эту игру на ноутбуке, на котором был установлен специальный пакет обновлений Aspyr, обеспечивающий игрока такой полезной информацией, как заряд батареи и уровень сигнала в беспроводной сети.

Более подробную информацию о продукции Intel, представленной на выставке CES, вы сможете найти в пресс-релизе www.intel.com/pressroom/kits/events/ces2008/ces_demo_factsheet.pdf (PDF 40 КБ).

Загрузка предварительной версии пакета обновлений Aspyr для ноутбуков доступна по адресу: www.aspyr.com/software/news/85/192.

Загрузка пакета обновлений для Mac* доступна по адресу: www.aspyr.com/software/news/85/193 .

Пол отеллини (Paul Otellini), исполнительный директор компании Intel (справа), берет уроки игры на гитаре у грега Фишера (Greg Fisher), менеджера по интегрированному маркетингу, в павильоне Intel на выставке CES 2008. Фото: Вейден Кирш (Waiden Kirsch), Intel.

Более подробную информацию о компании Aspyr см. по адресу: www.aspyr.com/.

дополнительные сведения об игре Guitar Hero* III: Legends of Rock см. по адресу: www.guitarherogame.com/gh3/.

дополнительные сведения о графических адаптерах Intel* Graphics см. по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/articles/rus/1490.htm.

Материалы сообщества разработчиков многоядерных приложений доступны по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/isn/home/MultiCore.aspx.

дополнительные сведения о решениях Intel* для разработчиков По см. по адресу: http://www.intel.com/cd/software/products/emea/rus/index.htm.

Page 7: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

7Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Внедорожник-победитель

Блог Скотта Эттингера, посвященный соревнованию DARPA Urban Challenge, доступен по адресу: http://blogs.intel.com/research/2007/10/robotic_cars_the_darpa_urban_c.php

Блог команды Стэнфордского университета доступен по адресу: http://cs.stanford.edu/group/roadrunner/racelog.html

7Intel® Software InsightIssue Number Thirteen | 2008

Подведены итоги соревнований DARPA Urban Challenge, о которых мы сообщали в предыдущем

выпуске Intel® Software Insight. итак, победителем объявлен Босс (Boss) – автомобиль Chevrolet Tahoe* с системой автоматического управления, разработанной группой специалистов университета Карнеги-Меллона. Как говорится, снимаем шляпы перед разработчиками, чье безопасное и надежное творение достигло скорости 22,5 км/ч на трассе протяженностью около 90 км. на втором месте оказался немного отставший от Босса джуниор (Junior) – Volkswagen Passat*, управляемый разработчиками из Стэнфордского университета. В его багажнике были установлены два компьютера в стоечных корпусах, собранные на базе процессора Intel® Core™2 Quad Q6600 с тактовой частотой 2,4 ггц, системной платы Intel® D975XBX2 и имеющие 2 гБ оЗУ каждый. В ходе гонки джуниор неплохо проявил себя, правильно маневрируя

и соблюдая правила дорожного движения, установленные в штате Калифорния (это было одним из требований соревнований).

награждение победителей состоялось 4 ноября 2007 г., и джуниор заслуженно получил второй приз номиналом в 1 млн. долл. СШа. Первое место занял университет Карнеги-Меллона, а третье – Вирджинский политехнический институт. Все три команды внесли значительный вклад в развитие систем искусственного интеллекта и роботизированных транспортных средств.

За происходящим наблюдал корреспондент Intel Скотт Эттингер (Scott Ettinger), поведавший в своем блоге об одном из сложных маневров, выполненных джуниором: «Сегодня джуниору (автомобиль Стэнфордского университета) удалось пройти непростой этап соревнований на трассе а. Как я уже сообщал, на этом этапе организовано плотное двустороннее движение машин, управляемых людьми, по кольцевой автодороге. джуниору было необходимо плавно перестроиться в движущийся поток справа налево и выйти

из него с последней полосы. далеко не все автомобили, участвовавшие в соревновании, удачно прошли этот этап. некоторые из них даже создали аварийно опасные ситуации, подрезая водителей, движущихся по кольцу. не обошлось и без столкновений, которых, к счастью, было немного, потому что другие автомобили вели профессионалы, имеющие большой опыт в предотвращении дтП. я лично видел, как они ухитрялись уйти от, казалось бы, неизбежных аварий. К счастью, джуниор показал хорошие результаты – ему даже никто ни разу не посигналил».

Средняя скорость джуниора была на 1,5 км/ч меньше, чем у победителя, ну а весь проект доказал возможность создания роботизированных транспортных средств. о результатах конкурса Эттингер сказал следующее: «Это было интересное зрелище. Как говорится, победила дружба – результаты победителей очень близки. Все команды, занявшие призовые места, достойно показали себя, а соревнование никого не оставило равнодушным».

ВнЕДоРожнИК-ПоБЕДИТЕль

Программированием я начал заниматься еще в 80-е годы прошлого века. В те времена у меня был Commodore VIC-20*. Сейчас его уже можно считать музейным

экспонатом, но тогда любой товар, рекламируемый Уильямом Шатнером (William Shatner) в роли капитана Кирка, просто не мог быть плохим. В то время VIC 20 называли «персональным компьютером с цветным экраном и возможностью запуска аркадных игр». хотя, конечно, «возможность запуска аркадных игр» – это слабо сказано. лично я считаю, что игра Omega Race* выглядела на этой консоли просто замечательно.

За последние 30 лет персональные компьютеры серьезно изменили нашу жизнь. такие нововведения, как шины PCI, AGP и USB, архитектура SIMD, многоядерность и прочие, сделали ПК не только незаменимыми для нас в жизни и работе, но и открыли нам впечатляющие игровые возможности. Сотрудничество Intel с разработчиками видеоигр длится уже более десяти лет. десять лет – целая эра, можно даже сказать, золотой век процессоров Pentium®!

Примерно в 1995 году небольшая группа Intel по связям с разработчиками начала сотрудничество с десятком компаний-разработчиков По. Целью этой совместной работы была оптимизация приложений под аппаратное обеспечение Intel. открытое сотрудничество переросло в программу мирового уровня, благодаря которой тысячи участников Программы Intel® Software Partner

успешно планируют выпуск своей программной продукции, разрабатывают ее и выводят на рынок. В рамках этой программы была открыта инициатива «оптимизация игр», направленная на разработку компьютерных игр, оптимизированных под такие технологии Intel, как многоядерные процессоры, процессорная технология Intel® Centrino®, графические адаптеры Intel® Graphics и технология Intel® SpeedStep®.

для получения более подробной информации посетите веб-сайт www.intel.ru/partner.

развитие технологий стало толчком для эволюции и усложнения игр, которые стали привлекать больше покупателей и приносить немалую прибыль (вспомним хотя бы успех World of Warcraft*). Более мощные компьютеры помогают дизайнерам, программистам и другим специалистам, задействованным в разработке, быстрее и качественнее создавать новые виртуальные миры. игра – сочетание науки и искусства, погружение в игру обеспечивается реалистичной графикой, алгоритмами искусственного интеллекта и улучшенной физикой, о которых когда-то можно было только мечтать.

и зачем, казалось бы, такому гиганту, как Intel, беспокоиться о каких-то там игрушках? ответ прост: нам важно мнение людей,

Пит Бэйкер (Pete Baker)

Виртуальная реальность: поговорим о будущем компьютерных игр

Page 8: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Виртуальная реальность: поговорим о будущем компьютерных игр

8 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

использующих наши продукты. и мы очень рады, когда на наших платформах игры идут настолько хорошо, что игроки просто забывают о реальности.

наше сотрудничество с ведущими разработчиками видеоигр еще долгие годы будет задавать темп развитию всей игровой индустрии. Сочетание наших глубоких знаний в области аппаратных технологий и эмоциональной нагрузки, которую создатели игр обеспечивают пользователям, приносит плоды в виде ускоренного развития технологий и роста производительности По.

Преимущества для разработки и маркетинга, обеспечиваемые Intel разработчикам игр:

Прирост производительности z благодаря микроархитектурной оптимизации, использованию новых наборов команд, многопоточности.

Дополнительные функции: z сбор данных о заряде аккумулятора и уровне сигнала в беспроводной сети для портативных ПК, реализация специальных функций работы в сети, алгоритмы моделирования.

Улучшенная совместимость, z обеспечивающая корректное взаимодействие программного обеспечения с современными процессорами и графическими адаптерами Intel.

Демонстрация программной продукции z на совместных маркетинговых мероприятиях и выставках.

Благодаря нашим общим усилиям, представители индустрии компьютерных игр не только получают преимущества от современных технологий, но и могут подготовиться к технологиям, которые будут доступны в будущем. ну а сейчас – несколько прогнозов технологий ближайшего будущего.

Все решает «железо»Процессоры получат усовершенствованные возможности

параллельной обработки данных. они будут обладать увеличенным числом физических и логических ядер, а также шиной и кэш-памятью с улучшенной архитектурой, чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям к производительности и времени реакции на команды. Получат широкое распространение методы современных технических расчетов и высококачественный реалистичный рендеринг. Выражение «распараллель – или проиграешь» станет актуальным как никогда.

Потребляемая мощность станет самым важным фактором, учитываемым при проектировании и разработке мобильных устройств. Серьезные требования к энергопотреблению и длительности автономной работы ноутбуков, игровых консолей и прочих устройств с малым форм-фактором повлекут за собой развитие аппаратного обеспечения и соответствующую оптимизацию всех приложений.

Продолжатся дискуссии о том, какой процессор (центральный или графический) должен доминировать в играх. Сторонники первого будут аргументировать свои доводы простотой программирования, сторонники второго – оптимизированной, следовательно, более высокой производительностью. разработчики аппаратного и программного обеспечения рука об руку будут бороться против законов физики и пытаться создать высокопроизводительные энергоэффективные решения по доступной цене.

новый маркетинглюбой продукт должен найти своего покупателя и принести

прибыль, поэтому оплата рекламы, содержащейся в играх, станет обычным явлением. Благодаря такому финансированию игры станут постоянным источником доходов, подобно современным веб-сайтам. Многопользовательские ролевые онлайн-игры выйдут на качественно новый уровень: мы увидим плотную интеграцию

социальных и игровых сетей, предоставляющую новые возможности общения и получения прибыли (подумайте только, что произойдет, если World of Warcraft* будет интегрирован в MySpace*).

Упростятся лицензирование, распространение и поддержка выпускаемых продуктов. Перенос новых программных продуктов на другие платформы будет осуществляться в течение суток после их официального выхода, что отодвинет значимость совместимости программных продуктов на второй план.

В то же время эффектность многоплатформенных игр будет заметно меняться в зависимости от конкретной платформы. именно поэтому самые ресурсоемкие игры повлияют на развитие отрасли, в том числе на обновление аппаратного обеспечения, операционных систем и периферийных устройств.

Жесткая конкуренцияПоскольку число участников рынка игровых технологий будет

постоянно расти, инновации в отрасли будут появляться чаще благодаря сокращению времени вывода новых продуктов на рынок. для обеспечения повышенной производительности и быстрой окупаемости разработчики игр будут интенсивнее пользоваться аутсорсингом и промежуточным По. Способствуя сокращению бюджетов для некоторых игр, эти изменения также создадут основу для создания многих специализированных игр, ориентированных на сегменты рынка с малыми объемами продаж.

Совместимость игр с различными устройствами обеспечит им быструю окупаемость и станет неотъемлемым фактором, учитываемым в процессе разработки. новые технологии облегчат создание новых игровых сценариев, учитывающих местоположение пользователя и данные контекста, а также создающих условия для электронных платежей. Представьте, что для вас будет в порядке вещей получение сообщений и писем непосредственно в любимой игре.

игры станут отдельным видом искусства и социальным феноменом, их будут даже изучать, как фильмы и телевизионные программы, посвященные уже ушедшим событиям. они станут предметом обсуждений дизайнеров, психологов, социологов и представителей сферы образования.

Создайте успешную игру вместе с IntelСотрудникам Intel небезразлично будущее компьютерных игр.

Вдумайтесь – современные подростки уже не представляют свою жизнь без компьютеров, а ПК, на котором вы обычно играете в Flight Simulator* X, много мощнее ЭВМ космического корабля «аполлон-11», отправившего на луну первых космонавтов всего каких-то 40 лет назад. Сейчас – самое подходящее время для разработчиков и любителей игр. дальше будет только лучше, уж поверьте. ■

дополнительную информацию можно найти по адресу: www.intel.com/software/games.

реклама теперь уже устаревшего компьютера Commodore VIC 20* с участием Уильяма Шатнера доступна на сервисе YouTube по адресу: www.youtube.com/watch?v=PUEI7mm8M7Q.

одна из самых популярных игр прошлого века, Omega Race* доступна для бесплатной загрузки на веб-сайте Console Classix по адресу: www.consoleclassix.com/colecovision/omega_race.html.

Пит Бэйкер (Pete Baker) – глава службы клиентской поддержки группы программного обеспечения и решений Intel®, расположенной в г. хиллсборо (штат орегон). он возглавляет группу разработчиков, сотрудничающих с компаниями, которые желают оптимизировать свои программные решения под платформы Intel®. работая в Intel с 1993 г., Пит успел побывать разработчиком программных инструментов, специалистом по техническому маркетингу и главным разработчиком отдела, занимающегося оптимизацией программного обеспечения под процессоры Intel®. он является постоянным представителем Intel на конференциях GDC и SIGGRAPH, а также на других мероприятиях, связанных с индустрией игр.

Page 9: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

9Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

для многих летчиков нет наслаждения больше, чем взлет, когда ты преодолеваешь земное притяжение, стремительный поток воздуха омывает крылья, и вот

уже колеса отрываются от взлетной полосы, и ощущается сила, поднимающая самолет в небо. Microsoft Flight Simulator* – это самый простой способ для большинства геймеров и пилотов-любителей испытать чувство полета, находясь на земле. За 20 с лишним лет существования симулятора было издано множество его версий; эта игра заслуженно уважаема в игровом мире. десятая версия симулятора, Microsoft Flight Simulator X, использует все преимущества многопоточности и микроархитектуры Intel® Core™. Это стало возможным благодаря постоянному сотрудничеству разработчиков Microsoft и специалистов по аппаратному обеспечению Intel.

для производительной работы любого симулятора, моделирующего сложные системы управления самолетом, реалистичные ландшафты и все обстоятельства, связанные с полетом, требуются мощные вычислительные ресурсы. Совместные разработки, реализованные при тесном взаимодействии Microsoft и Intel, привели к созданию одного из самых реалистичных авиасимуляторов. Методы многопоточности, примененные в нем, демонстрируют возможности параллельной обработки ресурсоемких задач. именно параллелизм предоставляет разработчикам дополнительные мощности для моделирования реалистичного виртуального мира и является основой качественно нового программного обеспечения для бизнеса и развлечений.

новые возможности трехмерного моделирования стали доступны благодаря многоядерности

Все этапы игры (взлет, управление в полете, моделирование самолета на фоне земной поверхности), различные физические расчеты при маневрировании весьма требовательны к процессорным ресурсам. После первой версии симулятора для IBM* PC, выпущенной в 1982 г., у этой игры были значительно усовершенствованы возможности физической модели и визуализации. не все знают, что самая первая версия Flight Simulator, автором которой был Брюс артвик (Bruce Artwick), была разработана для компьютера Apple* II в 1980 г. тогда будущим пилотам требовалось немалое воображение,

чтобы чувствовать себя в полете, сидя перед четырехцветным или черно-белым монитором, на котором выводился недетализированный рельеф местности и жалкое подобие панели приборов со спидометром и высотомером1.

Симулятор Microsoft второго поколения, FS 1.0, имитировал полет на самолете Cessna 182. По сравнению с версией для Apple здесь уже было восемь контрольных приборов, улучшенная система координат, четыре варианта ландшафтов с возможностью выбора 20 аэропортов мира, две радиостанции и дальномерный радиомаяк. Этот симулятор учитывал погодные условия полета и обеспечивал пользователю девять различных направлений обзора. В то же время выводимая на монитор четырехцветная картинка оставалась скорее схематичной, а не реалистичной (кстати, чтобы пользователь различал границу кабины пилотов, изображение местности делалось слегка размытым).

для тех, кто порой скучает по старым компьютерным играм, на веб-сайте http://fshistory.simflight.com/fsvault сохранены первые версии авиасимуляторов. на этой странице вы найдете игры, которые когда-то создавались для компьютеров Apple, Commodore* и TRS-80*, а теперь могут быть запущены на любом современном ПК. Увидев их, каждый поймет, насколько далеко вперед шагнули игровые технологии.

Многопоточность обеспечила дополнительную производительность авиасимулятору Microsoft Flight Simulator* X

1 История авиасимулятора, http://fshistory.sirnflight.corn/fsh/tirneline.htm

Рис. 1. Снимок экрана симулятора FS версии 1.05, на котором не всякий различит даже Статую Свободы.

Page 10: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Многопоточность обеспечила дополнительную производительность авиасимулятору Microsoft Flight Simulator* X

Усовершенствования, осуществленные в Microsoft Flight Simulator в течение последних 25 лет, тесно связаны с эволюцией вычислительной техники, ведь современные мониторы воспроизводят миллионы цветов, а производительность процессоров домашних ПК сравнима с суперкомпьютерами прошлого.

Многопоточность и многоядерные технологии, обеспечивающие дополнительную производительность, помогли создать более правдоподобную игровую среду в современных версиях Flight Simulator X. теперь, благодаря различным методам многопоточности и многоядерным процессорным архитектурам, можно эффективно управлять всеми процессами моделирования и прорисовки

трехмерных виртуальных сред. распределяя ресурсоемкие задачи по параллельным потокам, разработчики игровых и других приложений смогли выйти за рамки привычных вычислений, что позволяет им создавать еще более захватывающие программные продукты с невиданными ранее возможностями.

ландшафты с увеличенной детализациейСотрудничество разработчиков Microsoft и специалистов Intel

началось в декабре 2006 г. одной из первых поставленных целей организованной совместной группы было улучшение качества текстур симулятора, а не повышение частоты кадров.

В итоге был создан пакет обновлений Flight Simulator X Service Pack 1, обеспечивающий прирост производительности, графику повышенного качества, архитектурные оптимизации и некоторые возможности многопоточной обработки.

одним из постоянных участников совместного проекта Microsoft и Intel является Сюнь-Ву Ким (Seung-Woo Kim), ведущий разработчик приложений Intel. «Многопоточность может служить для достижения двух целей в игре Flight Simulator: увеличения частоты кадров и повышения качества прорисовки текстур. В прошлом году разработчики Microsoft хотели достичь и того и другого, однако больше всего их интересовала возможность повышения качества визуализации. Соответственно, мы решили использовать параллельные вычисления именно для улучшения изображения, а не повышения частоты кадров». распараллеливание приложения и распределение рабочей нагрузки между несколькими ядрами помогло заметно повысить реалистичность графики без ущерба для частоты кадров.

Фил тэйлор (Phil Taylor), менеджер программы

Microsoft по созданию авиасимулятора,

размышляет об улучшениях, реализованных

в игре благодаря многопоточности, в своей

статье «Преимущества установки первого

пакета обновлений для симулятора»

(SP1: How to Prepare For It and What You

Get When You Install It2). он пишет: «на

форуме Intel для разработчиков наш

авиасимулятор был ярким примером того,

какие преимущества несет многопоточность

сообществу разработчиков программного

обеспечения. Мы сотрудничаем с людьми,

знающими о многопоточности все. они

не просто помогли нам слегка доработать

игру – нет, с их помощью мы реализовали

действительные преимущества.

При загрузке приложения мы запустили

загрузчик цифровой модели рельефа

в многопоточном режиме, зафиксировав

равномерную нагрузку на все ядра

и сокращение времени загрузки

в среднем на 30%.

При работе игры в режиме полета

мы использовали несколько потоков

для пакетного автоматического обновления

и синтеза текстур земной поверхности.

нагрузка на процессор при создании

ландшафта возрастает, значительно

снижаясь при выводе уже смоделированных

текстур на экран. однако, когда самолет летит

прямо, когда он дает крен, когда земная

поверхность подсвечивается (раз в минуту),

создаются дополнительные потоки. Сетка

моделируемого рельефа имеет радиальную

структуру с центром в текущей точке обзора.

В зависимости от степени детализации

радиус может составлять до 4,5 клеток

в каждом направлении (всего создается

около 64 клеток), так что еще есть над чем

поработать. алгоритм автоматического

создания текстур работает более стабильно,

моделируя местность радиусом 2 км.

даже с учетом непостоянной загрузки ядер

в режиме полета распределение нагрузки

между ними очень хорошо сбалансировано,

что предотвращает простои процессора

настолько же эффективно, как если

бы мы использовали синхронизацию без

блокировок. Полагаю, мы неплохо поработали

и можем заслуженно гордиться результатом

своей деятельности.

С учетом реально доступного количества

ядер в настоящее время функция

SetThreadAffinityMask обеспечивает

управление потоками лишь на 32 ядрах

в Win32-приложениях (маска имеет

тип dword), поэтому больше ядер мы

эффективно использовать не сможем.

Как только появится возможность явного

управления потоками на большем количестве

ядер, мы планируем задействовать

256 ядер».

В блоге Фила тэйлора, доступном по адресу www.fsinsider.com/tips/Pages/default.aspx, даны советы по оптимизации производительности и настройке приложения, которые могут быть интересны разработчикам По и поклонникам симулятора FSX.

Мнения представителей Microsoft о многопоточности

2www.fsinsider.com/tips/Pages/SP1HowtoPrepareforSP1andWhatYouGetWhenYouInstallItaspx

Рис. 2. Современную модель кабины пилотов не сравнить с ранними реализациями Flight Simulator*.

Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

10

Page 11: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

11Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Многопоточность обеспечила дополнительную производительность авиасимулятору Microsoft Flight Simulator* X

«В процессе оптимизации мы сделали упор на работу с анализатором производительности Intel® VTune™, инструментом Intel® Thread Profiler и программными средствами Intel® Threading Tools 3.0, что обеспечило нашему авиасимулятору заметный прирост производительности», – сообщает Ким.

Повышенное качество визуализации обеспечивалось несколькими методами многопоточности. Первый поток использовался для управления рендерингом игры, обработки алгоритмов искусственного интеллекта и физических расчетов. если симулятор запущен на многоядерной платформе, то моделирование ландшафта будет одновременно выполняться на втором, третьем и четвертом ядрах, которые, кроме того, будут обрабатывать загрузчик цифровой модели рельефа и функции составления текстуры.

результатом применения параллельных вычислений является ускоренное вычисление текстур и более детализированная прорисовка ландшафта. разбиение общей нагрузки на сегменты, обрабатываемые параллельно, обеспечивает равномерную загрузку доступных ядер и сокращает время загрузки приложения. на рис. 3 хорошо заметна разница в уровнях детализации: изображение в игре, запущенной на четырехъядерной платформе, имеет повышенную четкость и гораздо более реалистично и приятно для пользователя.

тонкости обработки текстурБольшинство вычислений, выполняемых в Flight Simulator X,

связаны с обработкой текстур. «Представьте, что вы летите высоко-высоко над землей. если в обычных «стрелялках» происходит загрузка уровня, на котором игрок выполняет какие-то действия, а затем полминуты ждет, пока грузится следующий уровень, то наша игра не может позволить даже малейшего промедления – это нарушит игровой процесс. Соответственно, все вычисления должны осуществляться в режиме реального времени и, если игрок вошел в режим полета, симулятор должен обеспечить моделирование виртуальной среды без всяких пауз или остановок, – говорит Сюнь-Ву Ким. –

Вот почему новые игровые данные должны постоянно подгружаться, то есть моделирование текстур должно происходить непрерывно».

При просмотре игроком детализированных областей, близких к самолету, на экран необходимо выводить текстуры высокого разрешения, а для области на удалении от 15 или 150 км текстуры высокого разрешения не требуются, соответственно, они могут быть удалены из оЗУ.

Загрузка текстур – это только один из этапов моделирования, ведь их еще нужно обработать перед тем, как передать в графический адаптер. Поясним: каждая текстура изначально представляет

собой рисунок, но после загрузки в память ее необходимо изменить с учетом очертаний моделируемого рельефа, его типа и расположения источника света (солнца). Кроме того, важно учесть затенение текстур, создаваемое строениями и другими объектами модели.

После загрузки текстур процессор производит трудоемкий расчет наложения и затенения. дополнительные сведения о процессе создания текстур см. по адресу: www.fsinsider.com/developers/Pages/GlobalTerrain.asp.

Рис. 3. Слева – рендеринг в одноядерной системе, справа – в четырехъядерной.

«Оптимизация Flight Simulator* поможет вам испытать реальное чувство полета в системах на базе процессоров Intel® Core Duo и Intel® Core Quad. Полностью почувствовать влияние многопоточности на производительность обработки ландшафта и эффектов затенения в режиме реального времени без снижения частоты кадров смогут пользователи, которые последовательно запустят игру в одноядерной, двухъядерной и четырехъядерной системе».

— Марк Сверинген (Mark Swearingen), глава офиса программы Microsoft

Page 12: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

12 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Многопоточность обеспечила дополнительную производительность авиасимулятору Microsoft Flight Simulator* X

Мощности одноядерной системы не хватает для того, чтобы обновлять текстуры и корректно освещать их в режиме реального времени, сохраняя высокую частоту кадров. например, после взлета становится трудно выделить самолет на фоне моделируемого ландшафта.

раньше при запуске авиасимулятора на однопроцессорных платформах использовался метод с вызовом процессов (потоков), которые выполняли отдельные сегменты задач (в том числе и обработку текстур) в течение временных интервалов, продолжительность которых определялась требуемой частотой кадров и установленным качеством рендеринга. тогда приходилось снижать уровень детализации, потому что пока осуществлялся рендеринг фоновые процессы не выполнялись. Простой пример: если требуется частота 33 кадра/с, то каждый кадр выводится в течение приблизительно 30 мс. на обработку особо важных задач (например, рендеринга) требуется около 20 мс, таким образом, из времени, отведенного для вывода на экран одного кадра, остается 10 мс – все, что выделено на обработку фоновых процессов: загрузку текстур, составление модели, реализацию затенения.

только многоядерность сделала возможным разделение функций на потоки, выполняемые параллельно. В многопоточной версии Flight Simulator X фоновые процессы выполняются на отдельных ядрах, и не важно, сколько выполняется основная задача-рендеринг кадра, свободные ядра будут обрабатывать фоновые процессы и выполнять составление текстуры, которая получает высокую степень детализации.

Важные программные средстватрудно недооценить анализатор производительности Intel®

VTune™ и инструмент Intel® Thread Profiler, использованные нами для настройки и оптимизации игры Flight Simulator X. С помощью этих средств разработки мы не только смогли быстро обнаружить узкие места программного кода, но и подобрали наиболее эффективные методы реализации многопоточности. В результате мы усовершенствовали процесс моделирования, улучшили некоторые возможности искусственного интеллекта и добились максимальной глубины виртуальной трехмерной среды, не сравнимой с другими программами такого же типа.

Можно сказать, что именно сотрудничество разработчиков Microsoft и специалистов по аппаратному обеспечению Intel обеспечило 90% успеха последней версии симулятора Microsoft Flight Simulator X. Преимущества качественно настроенного и оптимизированного приложения, работающего в системе на базе самой современной многоядерной процессорной технологии, демонстрируются невероятно правдоподобной графикой и чуткой реакцией на команды пользователя. Эффективное использование многоядерности открывает богатые возможности для работы приложений и является новым ориентиром для разработчиков По.

трехмерное моделирование и параллельные вычисления

Параллельные вычисления проведут любое моделирование реального мира (полет самолета, погодные условия, взаимодействие людей или животных) и решат другие научные задачи гораздо быстрее. Сейчас на рынке доступна новая линейка быстрых и эффективных четырехъядерных процессоров Intel, в том числе процессор Intel® Core™2 Quad Q6600, серьезно заинтересовавший геймеров. разработчики По уже снетерпением ждут появления процессоров с восемью ядрами, шестнадцатью ядрами и более. Умело спроектированные многопоточные приложения задействуют для работы все доступные процессорные ядра, и все благодаря масштабируемости. такие средства разработки, как анализатор производительности Intel® VTune™, инструменты Intel® Thread Profiler и Intel® Thread Checker, конструктивные компоненты Intel® Threading Building Blocks оптимально подходят для решения вопросов, связанных с многопоточностью, в любых программных продуктах. Создавая приложения, думайте о распараллеливании в первую очередь, и вы сможете воспользоваться мощью многоядерных архитектур, обеспечивающих новые возможности для развития бизнеса и распространения ваших продуктов. ■

«Последняя версия пакета обновлений Microsoft Flight Simulator* X Service Pack 2 обеспечивает высокопроизводительные вычисления в многоядерных системах на базе новых процессоров Intel® Core™2 Extreme, изготовленных по 45-нанометровому технологическому процессу. В нашем симуляторе были усовершенствованы механизмы использования многоядерности и возможности масштабируемости, что обеспечило ускоренную загрузку игры, увеличение частоты кадров и повышенное качество детализации. Группа разработчиков Flight Simulator оценивает свое сотрудничество с Intel только положительно, ведь оно помогает обеспечить нашим пользователям однозначно хорошие впечатления».

— Фил Тэйлор (Phil Taylor), менеджер программы Flight Simulator, Microsoft Game Studios

дополнительные сведения о средствах анализа многопоточности Intel® см. по адресу: http://www3.intel.com/cd/software/products/emea/rus/threading/343528.htm.

Подробная информация о Microsoft Flight Simulator* приведена по адресу: www.microsoft.com/games/pc/flightsimulatorx.aspx.

Page 13: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального времени

13Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального времени

наряду с расширением использования параллельной обработки данных в индустрии

трассировка лучей привлекает все больше внимания – от анимационных студий Pixar и Dreamworks до прогрессивных разработчиков игр и По. алгоритмы трассировки лучей моделируют свойства каждого светового луча от камеры до объектов и источников света и наоборот. однако до недавнего времени нехватка процессорной мощности сильно сказывалась на рендеринге в режиме реального времени сцен, обработанных с помощью метода трассировки лучей.

графика, основанная на преобразовании растра, доминировала в компьютерных играх с того времени, когда разработчики

игр ушли от применения примитивной спрайтовой графики, характерной для самого начала компьютерной эпохи, к сложной динамичной графике и объемному моделированию, которые используются сегодня. растеризация изображений обычно выполняется при помощи отдельных графических процессоров (GPU), которые освобождают ресурсы центрального процессора. однако, по мере приближения к использованию терафлопной обработки данных, при которой приложения с высокой степенью параллелизации выполняются на процессорах, имеющих от десятков до сотен ядер, можно иначе взглянуть и на алгоритм трассировки лучей. По мнению компетентных анимационных студий, разработчиков игр и создателей

трехмерных сцен, значительные преимущества этой технологии будут немедленно оценены.

трассировка лучей представляет собой графический инструмент для точного рендеринга и освещения объемных сцен, позволяющий избежать традиционных проблем, связанных с растеризацией, например, появления артефактов в результате приближения к объекту, проблем со слоями и сложностей программирования. Благодаря тому, что трассировка лучей устраняет большинство проблем программирования, связанных с растеризацией (например, моделирование освещения объекта с учетом угла камеры, точки наблюдения, затемнения другими объектами и прочее), даже начинающие художники, занимающиеся созданием

Page 14: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

объемных изображений и недостаточно опытные программисты могут использовать инструментарий для создания высокореалистичных сцен.

трудности при работе с графикой, возникающие у любителей и профессионалов

Проблемы, с которыми сталкиваются специалисты, работающие над созданием объемных сцен, отличаются от тех, которые приходится решать любителям. но и тем и другим простота метода трассировки лучей позволяет добиться приемлемых результатов без применения сложных программных схем или приемов работы со слоями. Создатели анимационных фильмов контролируют любой элемент трехмерной сцены: размещение камеры, углы освещения, место актера и т.д. Кроме того, они получают возможность проведения длительных циклов рендеринга для подготовки отдельных кадров. для сравнения, разработчики игр производят такие трехмерные схемы, в которых игрок сам выбирает точку обзора в течение игры. Следовательно, разработчик должен запрограммировать возможность

обновления окружения в реальном времени. для того чтобы избежать эффектов от приближения, связанных с растеризацией, которые влияют на реалистичность сцены, или от многослойного рендеринга, замедляющего скорость смены кадров, используются различные программные приемы (например, введение ограничений, использование невидимых границ, размещение сложных многоугольных конструкций позади стен или колонн или создание дискретных переходов между комнатами). например, игра Quake 4* включает приблизительно 3200 дискретных порталов, каждый из которых должен быть размещен в определенном месте вручную в процессе программирования. При разработке игр и создании фильмов тратится много времени и сил на устранение нежелательных эффектов приближения.

Специалисты, работающие с трассировкой лучей в киноиндустрии, используют преимущества данного метода для создания высокореалистичных объемных сцен и при работе с эффектами освещения. При этом используемый метод сравнительно прост и позволяет получить лучшие результаты по сравнению с теми, которые достигаются только благодаря растеризации. Профессиональные

разработчики могут создавать игры с более качественной графикой без необходимости проведения многоэтапного рендеринга, вычисления положения тени и отражения, сложных текстурных процессов и других аналогичных сложностей для создания реалистичных трехмерных моделей. если проблемы, связанные с приближением, сложны для специалистов, то любителям, которые все больше начинают заниматься созданием трехмерных объектов и сред, они вообще не под силу.

например, для сообществ пользователей, работающих над созданием объемных объектов для использования в виртуальных мирах, например таких, как Second Life*, преимущества от метода трассировки лучей вполне очевидны, ведь возможности серверных пулов, на которых размещаются интерактивные трехмерные миры, приобретающие все большую популярность во всемирной паутине, постоянно возрастают. По мере совершенствования технологий метод трассировки лучей может использоваться и в других сферах применения, например в медицине, биологическом моделировании, авиасимуляторах, в программах для визуализации пространства, а также для решения любых задач, которые включают в себя рендеринг трехмерной графики.

Предыстория метода трассировки лучей

В 1980 дж. тернер Виттед (J. Turner Whitted), который позднее вошел в состав технического штата исследовательской лаборатории компьютерных систем Bell Labs, разработал алгоритм для формирования изображений с использованием рекурсивной трассировки лучей. Это оказало влияние на всю индустрию компьютерной графики.

Рисунок 1. Передовая технология рендеринга компьютерной графики Марека Денко (Marek Denko).

*Hektor, © Марек денко, 2007. Все права защищены. использовано с разрешения владельца.

Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

14

алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального времени

1 www.ece.ncsu.edu/alurnni/show_featured_alurnnus.php?id=7

Page 15: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

15Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

В настоящее время г-н Виттед занимает пост старшего исследователя в Microsoft. о своем вкладе в компьютерную графику он рассказал в интервью для сборника работ выпускников1 государственного университета Северной Каролины, где он получил степень кандидата наук по проектированию электрических устройств. на вопрос о его публикации, мастерском выражении идеи и алгоритме, который произвел революцию в компьютерной графике, г-н Виттед ответил: «о чем вы говорите! я стараюсь оградить себя от этой работы настолько, насколько это в моих силах. Мне теперь буквально никуда не деться от этой публикации. Мастерское выражение… я думаю, это чересчур. Моя работа выражает взгляды этакого фанатика. У меня было несколько неплохих результатов, но они достигнуты в большей степени экономическим путем в реальном мире, нежели так, как это описано в работе. Ведь понятно, что я хожу в кино не для того, чтобы выискивать специальные эффекты и пытаться обнаружить что-то, имеющее к ним хоть малейшее отношение. С одной стороны, это вроде бы и мешает насладиться картиной в полной мере, но все это компенсируется впечатлением, которое производят на нас эти эффекты. Самое приятное – это видеть, что люди стремятся использовать такие же эффекты для своих домашних работ. Мне-то уже все равно, а вот видеть студентов, проходящих через те же этапы и открывающих те же вещи – это по-настоящему прекрасно».

джим херли (Jim Hurley), настоящая легенда компьютерной графики и член Intel Corporate Technology Group, один из пионеров в исследовании функциональных особенностей метода трассировки лучей на массовых процессорах. Вот его мнение относительно различий между растеризацией и трассировкой лучей: «растеризация была изобретена как способ приближения изображения, которое вы можете создать с помощью трассировки лучей, поскольку считалось, что данный метод является физически выверенным, но слишком сложным для реализации в режиме реального времени, например в играх».

«даже около 25 лет назад,– продолжает херли,– когда люди начали использовать первые алгоритмы растровой графики,

они на самом деле пытались реализовать качество и возможности, присущие трассировке. Мы достигли того момента, когда технические возможности увеличились настолько, что по производительности две технологии практически сравнялись друг с другом. С точки зрения создателей графических продуктов, если они могут использовать технику, которая физически точна, и уровень ее производительности соответствует тому, который они могут использовать для приближения (и им не придется бороться с искажениями, вызываемыми приближением), то ничто не мешает им перейти к использованию

метода трассировки лучей. однако это не так, потому что в инфраструктуру для работы с традиционной растровой графикой вложено слишком много средств, так что наша победа – еще не победа».

однако в любом случае, по мнению херли, предсказуемость и стабильность метода трассировки лучей являются решающим аргументом. «Существует множество различных способов, которые мы можем противопоставить растеризации,– говорит херли.– десятки лет при работе с графикой я использовал как трассировку лучей, так и растеризацию, и то чувство разочарования, которое я испытывал каждый раз при растеризации, было вызвано тем, что каждое приближение работает только после дополнительной обработки. однако всегда что-то работало не так. трассировка лучей отличается тем, что является более мощным инструментом, позволяющим всегда получать ожидаемый результат. К тому же, он всегда работает именно так, как должен работать».

Стабильный и предсказуемый рендеринг

трассировка лучей обладает очевидными преимуществами благодаря многоуровневому подходу к растровой графике. алгоритмы характеризуются простотой и точностью при моделировании освещения и затенения трехмерных сцен и объектов. добавление возможности трассировки лучей в По RenderMan* позволило Pixar программным способом улучшить отражающие поверхности и отчетливость теней. В RenderMan

на данный момент одновременно используется REYES (для растеризации) и трассировка лучей для рендеринга фильма «тачки» (Cars)*. Благодаря этому возможно использование техники слабого освещения. алгоритм REYES использует объединенный подход, при котором все пространство в пределах сцены растеризуется на множество мельчайших многоугольников фиксированных размеров (для этого используется центральный, а не графический процессор), а затем на каждый из них проецируется луч, чтобы определить степень освещенности, затенения, отражения и преломления света и т.д. В официальном документе «трассировка лучей для фильма «тачки 2» указано следующее:

«Настоящие автомобили обычно блестят, и отражения являются важной частью визуального восприятия формы и материала, из которого изготовлен автомобиль. В алгоритмах обработки строк пикселей, таких как REYES, отражения обычно вычисляются с помощью карт пространства. Однако этот подход

2 Кристенсен, Пер Х. Джулиан Фонг, Дэвид М. Лаур, и Дана Батали, “Трассировка лучей для фильма Тачки”. Из доклада для симпозиума ИИЭР (IEEE) на тему «Интерактивная трассировка лучей», страницы 1-6, 2006 г.

«Добро пожаловать в новое поколение обработки графики: трассировка лучей в реальном времени; трассировка позволяет боле реалистично моделировать физику физические свойства перемещения света в пространстве, отражение и преломление световых лучей при контакте с различными материалами, например зеркалом. Трассировка лучей позволяет четко и реалистично обработать каждый пиксель, попадающий в зону тени, отражения или преломления. Все операции выполняются просто, больше не нужно выполнять сложные многоэтапные приближения, часто приводящие к ошибкам»,

- говорит Дэниэл Пол, научный сотрудник Intel

алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального времени

Page 16: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Software Company Plans

лучшее оружиеСамое мощное оружие лежит вовсе не в игре.

настоящая игра начинается с четырехъядерного процессора Intel® Core™2 Extreme.

Загрузите демонстрационную версию для одного игрока с сайта www.intel.com/go/gaming.

© Корпорация Intel, 2007 г. Все права защищены. Intel, логотип Intel и Intel Core являются торговыми марками Intel Corporation в СШа и других странах. Hellgate™: London© 2007 Flagship Studios, Inc. Все права защищены. EA является торговой маркой или зарегистрированным торговым знаком, принадлежащим Electronic Arts Inc. в СШа и / или других странах. Flagship Studios, логотип Flagship Studios, Hellgate™: London и Hellgate™: логотип London являются торговыми марками/или зарегистрированными торговыми знаками, принадлежащими Flagship Studios, Inc. во всем мире. лицензия выдана NAMCO BANDAI Games America Inc. логотип NAMCO BANDAI Games является торговой маркой, принадлежащей NAMCO BANDAI. Все торговые марки, логотипы и права являются собственностью их законных владельцев.

Page 17: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

17Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

обнаруживает свою несостоятельность, когда отраженные точки располагаются поблизости с отражаемыми точками, или если отраженные точки также являются и отражающими. Тени позволяют получить ясное представление об освещении и о взаимном расположении объектов. Алгоритмы обработки строк пикселей обычно рассчитывают тени, используя карты теней, а во многих других случаях такие карты являются самым эффективным средством для создания реалистичных теней. Однако, в некоторые сценах фильма «Тачки» наряду с расширенными наборами часто заметна отчетливая геометрия мелких деталей. Вы можете решить возникающие проблемы с помощью карт теней. Более того, многие сцены содержат тысячи источников света, так что управление файлами карт теней может превратиться в серьезную проблему. Обработка теней с помощью трассировки лучей исключает необходимость решения целого ряда проблем».

Преимущества унифицированного подхода

трассировка лучей обеспечивает разработчиков механизмом, способным унифицировать многие операции, связанные с процессом игры, и объединить различные элементы с помощью централизованного процессорного управления. одним из примеров является трассировка путей, для реализации которой необходимо использование искусственного интеллекта и особых алгоритмов с целью определения видимых и скрытых деталей. изначально алгоритм трассировки путей пытается определить все доступные пути между точками в пространстве.

трассировка лучей может быть использована для поиска свободных путей между точками в пространстве. алгоритм трассировки путей ищет все возможные пути от точки а до Б, где потенциально возможно наличие нескольких промежуточных путей. таким образом, возможно множество решений, при которых путь от а до Б проходит через промежуточные точки от П0 до П9 и до Пn (и т.д.). движок искусственного интеллекта необходим для определения, который из путей должен быть выбран; во многих случаях это может выполняться для каждого кадра.

Сегодня большинство современных игр включает компоненты, которые могут поставляться от нескольких разных источников. например, движок

искусственного интеллекта может быть от одного независимого поставщика По. разработчик также может использовать движок для физического моделирования или обнаружения конфликтов от другого поставщика программного обеспечения. графический адаптер может поставляться третьим изготовителем. Проблема в том, что все эти три компонента реализуют очень похожие структуры для решения

различных классов сходных запросов. движки и графические адаптеры изначально призваны реплицировать большой объем работы. В традиционных играх присутствуют и другие операции, такие, в которых сходная репликация очевидна.

разработчику движок трассировки лучей позволяет свести к минимуму набор специфичных запросов, которые вы можете использовать для любых целей. Вы можете использовать эти запросы в работе движков обнаружения конфликтов, искусственного интеллекта или рендеринга. отсюда вытекает немаловажный вопрос: чем существенно отличается API (прикладной программный

интерфейс) завтрашнего дня от того, что мы имеем сегодня. есть ли какое-либо стратегическое преимущество, свойственное многоядерной архитектуре ввиду наличия в ней общего, фундаментального набора запросов, которые могут быть использованы для широкого диапазона целей, в отличие от использования полностью различных наборов API от разных поставщиков, каждый из которых выполняет потенциально

избыточную работу? Это один из вопросов, который был поднят исследовательской группой Intel по трассировке лучей.

Многоядерные архитектуры выполняют не только трассировку лучей, они также поддерживают работу с растровой графикой. один процессор обычно плохо справляется с обработкой растровой графики, поскольку он имеет высокий порог ожидания отклика от основной памяти. В случае с многоядерной архитектурой – особенно тогда, когда одно ядро поддерживает несколько потоков – если один из этих потоков задерживается ввиду нехватки данных в кэш-памяти во время ожидания их доставки из основной памяти, вы все равно получаете n-1 поток,

рисунок 2. Сцена с подсолнухами.

алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального времени

Page 18: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Software Company Plans

что способствует повышению скорости работы. инфраструктура многоядерной архитектуры может использоваться как для работы с традиционной графикой, так и с графикой, обработанной при помощи алгоритма трассировки лучей.

Что касается производительности, то существует небольшая разница между системами, в которых используются одно ядро с большим объемом кэш-памяти и множество ядер с малым объемом кэша. такая ситуация создает потенциал объединения возможностей, когда вы сможете эффективно реализовывать как трассировку лучей, так и растеризацию. Чем больше разработчики прибегают к трассировке лучей, тем значительнее изменяется баланс между ядрами и кэшем.

Приближение, точность и время

Существующая в киноиндустрии тенденция к большей точности рендеринга графики также влияет и на индустрию игр. если целью является точность и высокая степень фотореалистичности, использование слоев и разных уровней аппроксимации приводит к целому набору проблем, венцом которых является возникновение непредсказуемых побочных эффектов.

Пользователи, обращающие внимание на такие дефекты графики, не могут полностью погрузиться в игровой процесс, потому что постоянно нарушается ощущение реальности игры.

Чтобы изменить ситуацию, режиссеры анимированных фильмов и разработчики игр стремятся создать ощущение реалистичности у конечного пользователя, и не важно, достигается ли это через наслаивание нескольких приближений или же через реалистичное физическое моделирование. однако в анимированных фильмах у создателей имеется достаточно времени – времени на такое количество этапов растеризации или трассировки лучей, которое им нужно (обычно и того, и другого) для построения реалистичных сцен, правильных искажений, и совершенствования результатов. Это требует значительных усилий, программирования и многочисленного персонала. Многие решения придуманы – часто при комбинировании трассировки лучей и растеризации – для отражения художественного взгляда режиссера.

но это непригодно для разработчиков игр в условиях сжатых временных рамок для обработки интерактивных кадров, сменяющихся с большой частотой,

при этом обеспечивая фотореалистичную графику с хорошей визуализацией. В играх трассировка лучей позволяет улучшить точность рендеринга при сохранении жестких временных ограничений.

Экономия силтрассировка лучей может

значительно упростить сцену. например, представьте себе объемное изображение поля с подсолнухами. Каждый подсолнух – это модель, состоящая из 30000 треугольников, а всего на сцене 30000 подсолнухов. В результате на сцене получается около миллиарда многоугольников. однако если на экране только миллион пикселей и проецируется миллион лучей, то путем

математических подсчетов можно определить разницу между растровым изображением и изображением, обработанным с помощью трассировки лучей: для растеризации это матрица из миллиарда элементов, в то время какдля трассировки лучей – та же матрица, но уже из миллиона элементов. на рисунке 2 изображена эта сцена.

Кэш-память может значительно повысить эффективность рендеринга для подобных сцен. трассировка лучей обычно использует такую структуру данных, как kd-дерево (сокр. от k-dimensional tree), или, в случае с Pixar, дерево Kay - Kajiya. для объектов со сложной геометрией, например для нашего поля с подсолнухами, вместо рендеринга всех треугольников трассировка лучей использует многомерную структуру данных для определения, какой многоугольник соответствует каждому из лучей. При трассировке когерентных лучей требуется переход в ту же часть структуры данных, так что кэширование может значительно ускорить процесс.

МасштабируемостьПри параллельном программировании

обычно есть ограничение по масштабируемости, которой вы можете добиться для приложения. В основном есть некоторая зависимость, которая создает барьер для достижения необходимой

рисунок 3. реализация трассировки лучей в игре Quake 4*.

Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

18

Page 19: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

масштабируемости. для сравнения, при трассировке лучей сложностей возникает меньше – каждый луч на экране полностью независим от любого другого луча. джим херли объясняет:

«К примеру, на Pixar распараллеливание ведется по-разному. обычно они работают с каждым кадром отдельно, обрабатывая их на разных компьютерах своего пула, и позволяют каждому серверу работать отдельно. Сегодня на обработку кадра обычно уходит 5 часов. они загружают каждый процессор отдельным кадром. Это очень высокий уровень параллелизма. Все кадры независимы друг от друга. теоретически, как и при трассировке лучей, если на экране один миллион пикселей и у вас есть миллион обрабатывающих модулей, Вы можете использовать каждый из этих пикселей или луч для каждого из них на разных процессорах и позволить им работать параллельно».

«Что мы получаем,– продолжает херли,– когда мы используем трассировку лучей (как физически, так и как модель) на многоядерной платформе или на многоядерной модели, получается практически идеальная линейная масштабируемость. не прибегая к использованию 16-ядерной машины, мы получим масштабируемость с коэффициентом 15,95 на одноядерном компьютере. Мы моделировали платформы, на которых было до 128 ядер, с большим количеством потоков на ядро и одинаковые сценарии. Мы знаем, что некоторые наши коллеги построили мощные системы через SGI, используя машины на базе Intel® Itanium, на которых было до 1024 ядер. При этом они отметили то же самое: они получили хорошую масштабируемость, притом, что число ядер не превышало 1000».

С наступлением эпохи терафлопных вычислений потенциал расширения применения алгоритма трассировки лучей велик как никогда. на обсчитывание каждого луча требуется порядка 1500 флопс, а таких лучей бывают миллионы. Уже достигнут уровень, при котором обрабатываются миллиарды лучей, поэтому назрела необходимость

терафлопных вычислений. терафлопные вычисления и трассировка лучей идеально совместимы.

трассировка лучей в движке Quake

В качестве части университетского проекта дэниэл Пол, ныне научный сотрудник Intel, начал новый этап в мире игр, внедрив алгоритм трассировки лучей OpenRT* в игровой движок Quake 3*. Этим он добился потрясающих результатов в области улучшения качества графики. тот же Пол недавно превзошел результаты своего же эксперимента, выпустив новую демо-версию Quake 4, в которой применена трассировка лучей. При запуске на 16-ядерном процессоре рендеринг графики Quake 4 происходит при частоте 24 кадра в секунду. рисунок 3 иллюстрирует впечатляющие результаты (без использования графического процессора). После этих выдающихся достижений, которые

привлекли внимание сообщества игроков, Пол решил присоединиться к исследовательской команде Intel, чтобы получить возможность работать с движком для трассировки лучей от Intel, который известен во всем мире как самый быстрый по порядку усиления или прочим параметрам.

Комментарии г-на Пола относительно данной технологии: «Корпорация Intel потратила многие годы исследований трассировки лучей, и, судя по всему, технология идеально сочетается с архитектурой Intel*».

Взгляды на инфраструктуруинфраструктура, поддерживающая

работу с традиционной растровой графикой на компьютере, имеет глубокие корни. ее изменения могут произойти только вследствие явных преимуществ различных подходов к рендерингу. Многие вопросы, связанные с трассировкой лучей, касаются оптимального запуска

рисунок 4. Передовая технология рендеринга компьютерной графики яна К. Воллмера*.

*Время бежит! © ян христиан Воллмер, 2007. использовано с разрешения владельца.

19Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Page 20: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Software Company Plans

20 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

определенных типов алгоритмов на конкретных процессорных архитектурах, притом что и многоядерные процессоры компьютеров общего назначения, и специализированные модули обработки графики значительно усовершенствовались в целях соответствия требованиям, связанным с процессом растеризации. на кону – будущее направление развития технологий компьютерной графики, вопрос, который потенциально влияет на каждого производителя компьютерной техники и игр.

Это не означает, что графические процессоры исчезнут из компьютерного мира, но основную часть функций по поддержанию алгоритма трассировки лучей будет выполнять процессор (с возможностью трассировки лучей, встроенной в графический процессор) или По (включая новые алгоритмы, которые расширят возможности многоядерных процессов в распараллеливании заданий трассировки лучей).

рендеринг нового поколения

«распараллеливание» является постоянной темой, так как Intel постоянно движется в направлении увеличения распараллеливания вычислений на базе возможностей многоядерных компьютеров. исследователи по всему миру работают над поиском возможностей усовершенствования, и Intel сотрудничает с компаниями и отдельными исследователями, которые могут внести в это свой вклад. трассировка лучей является отличным примером того, как конкретные типы алгоритмов, требующие

большой вычислительной мощности, могут эффективно управляться многопоточными приложениями при использовании многоядерных процессоров.

хотя технические аспекты и алгоритмы, связанные с трассировкой лучей, существовали многие годы, только процессоры следующего поколения позволяют реализовать возможности рендеринга трехмерной графики в режиме реального времени. Это также является одним из многих примеров того, как усовершенствования процессора могут помочь выполнить те задачи, которые раньше были невыполнимы. распараллеливание процессов открывает перспективы для новых возможностей бизнеса и производства.

рендеринг объемных объектов и сред при помощи трассировки лучей имеет широкую сферу применения в развлечениях и играх, но основные принципы технологии могут также быть успешно использованы в других

областях, например в науке, образовании, производстве и конструировании. ■

рисунок 5. Передовая технология рендеринга компьютерной графики Юра Загорюника.

*Vespa © Юр Загорюник. использовано с разрешения владельца.

о Б А В Т о Р А Х

Джим Херли – главный инженер и руководитель лаборатории исследования приложений в корпоративной технологической лаборатории Intel.

джим закончил дублинский университет, колледж тринити (ирландия) в 1984 году с ученой степенью по математике и инженерному делу. работает в сфере передовых технологий компьютерной графики в течение 25 лет.

Дэниэл Пол – научный сотрудник Intel Graphics Development Croup.

трассировка лучей является технологией нового поколения для создания реалистичных трехмерных эффектов и точных моделей отражения и преломления света. нам очень повезло, потому что дэниэл – настоящий эксперт в своем деле. В настоящее время в Intel дэниэл занимается исследованием графических технологий нового поколения, особенно трассировки лучей, что позволяет ему оттачивать свое мастерство и подогревать наш интерес к играм. дэниэл родился и вырос в германии и получил степень магистра наук по информатике в университете александра Фридриха в ерлангене, нюрнберг. В начале 2008 года собирается переехать на постоянное место жительства в Калифорнию (СШа).

о С о Б Ы Е Б л А Г о Д А Р н о С Т И

Мы выражаем особую благодарность сотрудникам Intel алешу джанкарику (Alesh Jancarik) и джеффри ховарду (Jeffrey Howard) за их идеи, мнения и технические правки к статье.

Page 21: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

«реалистичность графики Crysis потрясает, и игрок полностью погружается в игровую среду, – говорит Эрик лагель (Eric Lagel), продюсер Crysis для компании Crytek. – Мы предусмотрели режим нелинейного прохождения, поэтому геймер может самостоятельно выбрать способ прохождения каждого уровня, не привязываясь к конкретному сценарию. еще в игре есть насыщенный режим многопользовательской игры и редактор, с помощью которого геймеры могут создать собственные карты уровней».

Кажется, мы сказали, что эта игра серьезно захватывает?

МодыМоддерами называют геймеров-энтузиастов, которые

способствуют развитию игровой отрасли своими усовершенствованиями и модификациями игр. такие люди способны создать совершенно новую игру на основе старой, реализовать новый игровой сценарий, персонажей, оружие, звуковое и графическое оформление. Моддеры размещают

Возможности искусственного интеллекта компьютерных игр настолько интересные, что их стоит обсудить.

Crysis* —больше, чем игра

Компания Crytek, занимающаяся разработкой видеоигр, представила новый и действительно инновационный продукт. Попробуйте сделать такую же захватывающую игру с возможностями

моддинга, высокой производительностью и потрясающим виртуальным миром – и геймеры всего мира будут у ваших ног!

Crysis* буквально потрясла игровую общественность и заслужила множество лестных отзывов от профессиональных геймеров со всего мира. являясь своеобразным развитием Far Cry* (первой игры Crytek, восторженно принятой критиками), Crysis обладает многопоточностью, современной игровой физикой и впечатляющими режимами как одиночного, так и многопользовательского прохождения. Усовершенствованные шейдеры, новые видеоэффекты и высокая производительность, оптимизированная под многоядерные системы нового поколения, создали в Crysis насыщенный виртуальный мир с реалистичной пугающей атмосферой, опасным оружием, страшными пришельцами-завоевателями и другими не менее увлекательными элементами. В комплект игры входят карты, которые при желании можно отредактировать и создать собственные уровни для индивидуального или командного прохождения.

Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

21

Page 22: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Crysis* – больше, чем игра

22 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

свои работы во всемирной сети, чтобы другие геймеры использовали их в игре или продолжили модификацию. Поскольку участники сообщества моддеров хорошо разбираются не только в играх, но и в компьютерных технологиях, они готовы быстро взять на вооружение современные и самые лучшие достижения отрасли и даже дать рекомендации по их приобретению своим друзьям и членам семьи. разработка с учетом возможностей моддинга стимулирует появление новых игр, рост числа геймеров и увеличение прибылей.

о моддерах не стали забывать и при разработке Crysis. «Мы уважаем сообщество моддеров, поэтому наш усовершенствованный ресурс Crymod.com предлагает все условия для их обучения и общения, – говорит Эрик лагель. – например, мы представили инструмент CryENGINE* 2, с помощью которого геймеры смогут внести в игровой процесс свои личные задумки. особое внимание мы уделяем и техническо-информационной поддержке моддеров. Моддинг важен для успеха Crysis, ведь чем больше уникальных работ на основе этой игры выложено в сети, тем больше людей заинтересуются ею».

новые технологии моддингаразработка такой игры, как Crysis, которая не только изменила все

наше представление об играх, но и обеспечила богатые возможности для моддинга, – сложная задача. Все члены группы разработчиков Crysis были серьезно увлечены созданием новой виртуальной реальности, не похожей на другие и способной заинтересовать любого геймера. «и сценарий, и движок игры разработаны таким образом, чтобы облегчить последующее создание игрового контента, которое может быть интересно моддерам Crysis и профессиональным разработчикам, купившим лицензию на использование CryENGINE 2, – сообщает дуглас Бинкс (Douglas Binks), технический менеджер Crytek. – есть три подхода к разработке модов Crysis. Во-первых, можно воспользоваться редактором карт Sandbox 2*, который входит как в демонстрационную, так и в полную версию игры и позволяет вносить существенные доработки: создавать новые уровни, модифицировать или создавать новые игровые сценарии. Во-вторых, для внедрения совершенно новых элементов игры подходит стороннее По, например приложения для трехмерного моделирования. импорт в игру осуществляется с помощью разработанных нами специальных программных модулей. третьим и самым сложным вариантом является написание нового программного кода. Модификации игры по второму и третьему вариантам требуют хорошего знания наших технологий, поэтому мы постоянно сотрудничаем с опытными группами моддеров, чтобы дорабатывать свои инструменты до того, как они выпустят что-то новенькое».

Вы уже наверняка подумали о производительности, которую должен иметь компьютер для комфортной игры в Crysis или для ее моддинга. «игра сама определит производительность процессора в момент запуска или при включении оптимальных настроек в меню, после чего система установит наиболее подходящее качество визуализации,– говорит дуглас. – естественно, что мощность процессора непосредственно влияет на качество игры. Кстати, при работе в редакторе Sandbox 2 требуется значительный объем оЗУ, поэтому моддерам мы рекомендуем использовать 64-разрядные процессор

и оС».

да, широкое распространение 64-разрядных вычислений уже не за горами. Поскольку представители следующего поколения компьютеров и операционных систем в основном 64-разрядные, серьезные геймеры и моддеры подхватывают новую тенденцию, чтобы выжать из своей платформы всю возможную производительность для хорошей игры. «основным преимуществом 64-разрядных операционных систем и процессоров является адресация большего объема памяти, – констатирует дуглас.– Благодаря этому, например, повышаются производительность и качество моделируемых текстур. а если в ПК установлен графический адаптер с большим объемом памяти, 64-разрядная версия Crysis перестанет подгружать текстуры с жесткого

лица персонажей Crysis*.

Page 23: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

23Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Crysis* – больше, чем игра

диска, а это не только повысит качество текстур, но и уменьшит число возможных простоев».

Снижается количество возможных простоев! Этого преимущества вполне достаточно.

играешь? Создавай моды!для поддержки Crysis и увеличения числа поклонников этой игры Intel

в сотрудничестве с EA Games и несколькими моддинг-порталами проводит всемирный конкурс Intel Crysis Mapping Contest, в рамках которого отбираются лучшие карты для Crysis. Победители получат ценные призы и буквально мировое признание, если их творениям будет отдано большинство голосов на нескольких игровых порталах. «Мы даем геймерам шанс померяться силами с лучшими в мире разработчиками игр. они могут взять игровую среду Crysis, поменять сценарий и создать собственную карту, которая в итоге может стать лучшей,– поясняет Жан-Пьер наварро (Jean-Pierre Navarro), менеджер по сотрудничеству группы Intel, отвечающей за распространение компьютерных игр в европе, на Ближнем Востоке и в африке.– для авторов лучших работ конкурса Intel Crysis Mapping Contest мы приготовили разнообразные ценные призы, в том числе самые современные ПК и ноутбуки, процессоры Intel® Core™2 Extreme, системные платы и различные примочки для игровых ПК и многое другое».

неужели создатели Crysis думают, что ее атмосфера недостаточно хороша?

Мы обсудили конкурс с группой разработчиков Crysis и убедились, что они настроены только положительно. «Мы хотим вдохновить геймеров на воплощение их фантазий, для которых оптимально подходит движок CryENGINE 2,– говорит Эрик лагель, продюсер Crysis для компании Crytek. – Самое простое для них – сделать новые карты для Crysis, для оценки которых, собственно, и был придуман конкурс Intel Crysis Mapping Contest. одновременно мы привлечем внимание к редактору Sandbox2 и докажем, что создание новой карты и ее коллективное прохождение вместе с друзьями – увлекательное занятие, доступное каждому».

так на что же похожа разработка?разработка инновационных игр требует немалых

усилий, поэтому успех Crysis дался разработчикам потом, кровью, слезами и хроническим недосыпанием. «С точки зрения разработчика Crysis чрезвычайно сложен, ведь в программном коде этой игры без учета дополнений и модов 1,7 миллиона строк кода,– говорит дуглас.– не всегда удается предугадать взаимодействие игровых элементов, тем более при использовании многопоточности. С учетом того, что мы хотели реализовать поддержку широкого ассортимента аппаратного обеспечения, двух операционных систем, двух графических прикладных программных интерфейсов, 32-разрядных и 64-разрядных платформ, выросло и число потенциальных проблем, что, в свою очередь, существенно усложнило процесс оптимизации».

К счастью, в арсенале средств разработки создателей Crysis было припасено секретное оружие. «работая над игрой, мы использовали кластер на базе двухъядерных и четырехъядерных 64-разрядных процессоров Intel® Xeon®, чтобы ускорить процесс компиляции шейдеров, подготовку анимации и сжатие изображений,– говорит дуглас.– движок игры мы оптимизировали с помощью анализатора производительности Intel® VTune™ и инструмента Intel® Thread Profiler, который применялся для многопоточных сегментов кода».

Когда мы спросили у дугласа о программных средствах, без которых не обойтись при разработке игр, он сказал следующее: «анализатор производительности Intel VTune давно зарекомендовал себя как совершенно необходимый инструмент для разработки игр для ПК. теперь, когда нас ждет массовое распространение многоядерных решений, его

реалистичная модель острова из игрового мира Crysis*.

Page 24: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

24 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Crysis* – больше, чем игра

но сможем ли мы на одноядерной платформе увидеть все эффекты такой игры, как Crysis? Скорее всего, большая часть эффектов будет доступна, но вы действительно хотите этого? Ведь Crysis и все подобные ей игры разрабатывались в первую очередь для многоядерных платформ, мощность которых позволит вам насладиться игрой в полной мере.

В большей части программного кода Crysis реализована многопоточность (именно для таких приложений и были созданы многоядерные системы). «хотя Crysis использует несколько потоков, не все они серьезно загружают процессор при выводе игрового мира на экран,– сообщает дуглас.– В первую очередь процессор используется основным потоком, управляющим логикой игры, искусственным интеллектом, визуализацией и дополнительными функциями. Вторым по ресурсоемкости идет поток, рассчитывающий физику игры, третьим – поток, рассчитывающий движение частиц, четвертым – поток, отвечающий за обработку звука. еще один поток запускается для графического прикладного программного интерфейса или драйвера при установке определенных настроек в игре. Параллелизм позволил нам усложнить расчеты физики и движения частиц, что позволяет повысить качество видеоэффектов и возможности искусственного интеллекта в многоядерной системе».

Благодаря многопоточности Crysis использует все преимущества многоядерности, обеспечившие значительный прирост производительности и, следовательно, более комфортный игровой процесс. Высокая масштабируемость Crysis обеспечивает запуск дополнительных потоков при обработке сложных алгоритмов искусственного интеллекта. «Мы хотели так оптимизировать Crysis, чтобы эта игра могла увлечь любого геймера, у которого есть современный игровой ПК,– говорит дуглас.– Мощь платформ на базе новых процессоров Intel® Core™2 Extreme, изготовленных по 45-нанометровой технологии, обеспечит бесподобное качество игры».

но и это еще не все – Crytek продолжит использование многопоточного движка CryENGINE в новом поколении своих многопользовательских онлайн-игр, которые привлекут еще больше геймеров. если вспомнить успех World of Warcraft*, перспективы Crytek впечатляют.

предпочтительно использовать вместе с инструментом Intel® Thread Profiler».

разработчики игр стараются оптимизировать свою продукцию и под портативные ПК. Современные ноутбуки, в которых установлены многоядерные процессоры, близки по производительности к настольным ПК и являются полноценной игровой платформой, а не просто дорогой, но малопроизводительной игрушкой. а потянет ли ноутбук такую ресурсоемкую игру, как Crysis? наверняка. Конечно же, мы не преминули спросить у дугласа об оптимизации под ноутбуки, на что он ответил: «на некоторых моделях ноутбуков наша игра идет достаточно хорошо, поэтому мы реализовали в ней поддержку комплекта Intel® для разработки игр для мобильных ПК. теперь прямо в игре можно контролировать мощность сигнала в беспроводной сети и уровень заряда аккумулятора».

Получается, что такую мощную игру, как Crysis, можно запустить не только на вашем современном настольном ПК, но и на ноутбуке. так что вы легко сможете сражаться с армиями агрессивно настроенных монстров за чашечкой кофе в ближайшем кафе. Блеск!

Многоядерность и игры будущегоКомпания Crytek не стала приобретать сторонний

физический движок для Crysis и разработала собственный – CryENGINE. «В Crysis все расчеты игровой физики проходят только в центральном процессоре, не привлекая графических или периферийных вычислителей,– сообщает Чеват Йерли (Cevat Yerli), исполнительный директор компании Crytek. – Эта игра оптимизирована как под одноядерные, так и под многоядерные процессоры. Последние более производительны и обеспечивают более высокую частоту кадров и улучшенное сглаживание».

Crysis* – к бою готовы!

Page 25: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

25Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

С продуктами Havok™ вы сможете разрабатывать улучшенные игры еще быстрее и безопаснее. Представляем уже зарекомендовавшие себя комплек-ты Havok Physics™, Havok Animation™ и Havok Behavior™, предназначенные для расчета взаимодействия игровых персонажей, а также новые: Havok Destruction™ – для имитации разруше-ний игровых объектов и Havok Cloth™ – для моделирования одежды персона-жей и поверхностей различных физи-ческих объектов игры.

Havok™ предлагает вам готовые про-дукты, с помощью которых вы сможе-те сэкономить время и деньги в про-цессе разработки. Наши решения совместимы с ведущими игровыми платформами, в том числе Nintendo® Wii™, Sony® PLAYSTATION®3, Sony® PlayStation®2, PSP™, Microsoft® Xbox 360™ и играми для ПК.

Ищете новые возможности для своих игр? Воспользуйтесь консультацией наших специалистов, которые ответят на любые вопросы по использованию нашей продукции и помогут вам в процессе разработки.

Конференциядля

разработчиковигр

Page 26: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Crysis* – больше, чем игра

26 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

иСтоКи ВСех КонКУрСоВлучших моддеров, принявших участие в конкурсе Intel

Crysis* Modding Contest, ждут всемирная известность и ценные призы. Моддинг Crysis стал возможен благодаря редактору карт Sandbox2*, который входит в комплект игры и позволяет изменять игровую среду, придумывать новые сценарии, создавать новые постройки и модифицировать существующие игровые элементы (оружие, броню, транспортные средства и многое другое). Карты, представленные участниками, будут оцениваться по двум категориям: «одиночная игра» и «Многопользовательская игра». номинанты в последней категории создают карты для режима «Противостояние» (PowerStruggle) или «Быстрая схватка» (InstantAction).

Карты для многопользовательской игры должны были быть загружены участниками до 18 марта 2008 г. на веб-сайт http://icmc.crymod.com, который является частью официального моддинг-портала Crymod. Затем, в течение двух недель всемирное сообщество поклонников Crysis рассмотривало все работы и выбирало по 10 финалистов для каждого игрового режима.

работы финалистов будет оценивать серьезное жюри, в состав которого входят представители Intel, Crytek*, EA Games*, разработчиков редактора карт для Crysis, а также участники основных игровых кланов (ESL*, EAMasters*, ClanBase*, InCrysisleague*, Crysis Teams [00] и CT*). авторы лучших карт для многопользовательских режимов получат призы и титулы Королей и Королев портала Crymod.

аналогично будут оцениваться и карты для однопользовательской игры. Поскольку требования, предъявляемые к ним, будут более строгими, участникам разрешается присылать свои работы до 20 мая 2008 г.

хотите большего? Посетите страницы http://icmc.crymod.com и http://game-on.intel.com.

Crytek – мысли о будущем игровой индустрии

если Crysis – игра будущего, то что еще припасено у Crytek, кроме многопользовательского режима Crysis? лицензирование и снова лицензирование. если вы не хотите заново изобретать велосипед, то движок CryENGINE создан для вас. например, лицензия на эту инновационную игровую технологию уже приобретена дармштадтским институтом (германия) для занятий по разработке игровых приложений. Чего ждать от Crytek в ближайшем будущем? «Сейчас у нас в работе несколько не менее интересных проектов,– делится дуглас.– но подробно обсуждать их я пока не готов».

ну что же – нам и нашим 64-разрядным многоядерным машинам остается только ждать. ■

обманчивое спокойствие...

дополнительную информацию об игре Crysis можно найти по адресу: www.ea.com/crysis.

Подробнее о конкурсе Intel Crysis Mapping contest: http://icmc.crymod.com и http://game-on.intel.com.

Материалы сообщества разработчиков «Многоядерность» доступны по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/isn/home/MultiCore.aspx.

дополнительные сведения об анализаторах производительности Intel® VTune™ см. по адресу: http://www.intel.com/cd/software/products/emea/rus/vtune/343445.htm.

дополнительные сведения о средствах анализа многопоточности Intel® Threading Analysis Tools см. по адресу: http://www.intel.com/cd/software/products/emea/rus/threading/343528.htm.

Подробная информация о комплекте Intel® для разработки игр для мобильных ПК см. по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.eom/articles/rus/1017.htm.

дополнительные сведения о решениях Intel® для разработчиков По см. по адресу: http://www.intel.com/cd/software/products/emea/rus/index.htm.

Более подробную информацию о компании Crytek см. по адресу: www.crytek.com.

Page 27: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Быстрее, мощнее, лучше: спецификация Energy Star* для производителей компьютерных систем

27Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Прекрасная новость для системных интеграторов и производителей компьютерных систем: достижение

улучшенного энергопотребления и обеспечение соответствия стандарту Energy Star* стало намного проще благодаря выходу новых рекомендаций, разработанных совместно с Управлением по охране окружающей среды СШа (EPA). теперь системные интеграторы могут руководствоваться инструкциями и описаниями методов тестирования, которые гарантируют соответствие спецификациям Energy Star широкого спектра оборудования, включая настольные ПК, ноутбуки, рабочие станции и серверы, основанные на форм-факторах настольных компьютеров. логотип Energy Star, размещенный на оборудовании, сразу же узнают клиенты, уделяющие внимание вопросам энергосбережения, что позволяет повысить уровень продаж и эффективность рекламных кампаний.

история развития программы Energy Star

В целях популяризации принципов энергосбережения в 1992 году Управлением EPA была запущена программа Energy Star. на сегодняшний день логотип данной программы привлекает покупателей различного вида оборудования, как-то: холодильников, осветительных приборов, персональных компьютеров и многого другого. логотип отличается большой популярностью среди клиентов, заинтересованных в энергосбережении.

Корпорация Intel, которая с самого начала принимала участие в этой программе, получила несколько наград Energy Star: за разработку технологии Instantly Available PC Power Management в 2001 году и за существенное повышение эффективности энергосбережения в 2004 году.

В начале 2007 года Управление по охране окружающей среды и Министерство энергетики СШа представили совместно разработанный новый комплект стандартов Energy Star версии 4.0. теперь отдельные производители смогут разместить хорошо узнаваемый символ энергосбережения на своей продукции. Эта многоуровневая рейтинговая система вступит в силу 20 июля 2007 года, а с 1 июля 2009 года ей на смену придут новые спецификации для компьютеров. В связи с этими нововведениями корпорация Intel решила разработать руководство по внедрению, которое поможет системным интеграторам, проектировщикам и производителям компьютерных систем создавать платформы, соответствующие

требованиям стандарта Energy Star.

Корпорация Intel занимает лидирующее положение в рамках общемировых тенденций по снижению потребления электроэнергии и применению методов энергосбережения: занимается производством энергоэффективных процессоров и микросхем, создает стандартизованные модели оценки энергоэффективности компьютеров, а также сотрудничает в рамках инфраструктуры с партнерами, поддерживая разработку руководств по применению различных современных компьютерных методик.

Экономия + сокращение выбросов парниковых газов

С момента внедрения более жестких требований стандарта Energy Star в июле 2007 года к данной инициативе присоединилось свыше 35 производителей ПК, которые начали выпуск продукции с функциями энергосбережения, способствуя тем самым сохранению климата планеты. В настоящее время частным пользователям и компаниям доступно более 500 соответствующих товаров, которые не только отличаются высокой экономичностью, но и помогают снизить выбросы парниковых газов.

По расчетам EPA, экономия СШа составит более 1,8 миллиарда долларов в последующие 5 лет, если во всех домах и компаниях страны менее эффективные компьютеры предыдущего поколения будут заменены на модели, соответствующие стандарту Energy Star. Энергосбережение, достигаемое в этом случае, соответствует устранению выбросов парниковых газов от 2,7 миллионов машин.

«новаторский образ мышления, характерный для IT-отрасли, всегда был движущей силой технологической революции в америке. теперь он поможет нам совершить энергетическую революцию,– считает Стивен л. джонсон (Stephen L.Johnson), управляющий директор EPA.– Благодаря новым спецификациям для компьютеров Energy Star покупатели смогут сами отвечать за экологию окружающего их мира».

В случае оптовых покупок компьютерного оборудования компании смогут добиться еще большей экономии. По подсчетам EPA, замена 100 компьютеров предприятия на оборудование, совместимое со стандартом Energy Star, позволяет сэкономить 175 долларов СШа в год. За весь срок службы компьютеров такая экономия может достичь 670 долларов СШа.

Быстрее, мощнее, лучше:спецификация Energy Star* для производителей компьютерных систем

«В настоящее время 50 центов из каждого доллара, потраченного на серверное оборудование, расходуется на его охлаждение и электропитание. К 2010 году эта цифра увеличится до 70 центов. Таким образом, вопросы энергосбережения выходят на первый план».

из речи исполнительного директора корпорации Intel Пола отеллини (Paul Otellini) на конференции OpenWorld компании Oracle 13 ноября 2007 г.

Page 28: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Быстрее, мощнее, лучше: спецификация Energy Star* для производителей компьютерных систем

28 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Энергосберегающие микропроцессоры

рекомендации по внедрению Energy Star содержат огромное количество информации о новейших микропроцессорах на базе технологий Intel и других системных компонентах. Среди конкурентных преимуществ микроархитектуры Intel® Core™ одно из первых мест занимают функции энергосбережения. Процессоры с высоким уровнем энергосбережения и малым теплообразованием значительно сокращают общий уровень энергопотребления и минимизируют требования к охлаждению в информационных центрах.

лидирующее положение корпорации Intel в области новаторских технологий распространяется на сферу борьбы против глобального потепления. руководящие работники и ответственный персонал компаний во всем мире стараются добиться максимального энергосбережения. В связи с этим корпорация Intel стремится реализовать наиболее эффективные функции энергосбережения в своей продукции и разработать инструкции для осознанного использования энергоресурсов. ■

СТАнДАРТ ДлЯ оЦЕнКИ ЭнЕРГоПоТРЕБлЕнИЯ СЕРВЕРоВВ отсутствие стандартизованных надежных эталонных тестов соотношения мощности и производительности задача сокращения энергопотребления в сложных серверных средах с меняющимися режимами нагрузок становится практически неразрешимой. В ответ на стремление IT-отрасли улучшить функции энергосбережения серверов некоммерческий консорциум Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC — www.spec.org) недавно выпустил стандартизованный эталонный тест современного поколения компьютеров, названный SPECpower_ssj2008. Этот тест был разработан и реализован комитетом специалистов данной отрасли в качестве развивающегося стандарта, точно и последовательно измеряющего энергопотребление сервера в зависимости от его производительности. В разработке данного стандарта также принимали участие такие компании, как Dell, Fujitsu Siemens Computers, HP, Intel, IBM и Sun Microsystems.

Инновационный подход, который лежит в основе эталонного теста SPECpower_ssj2008, предусматривает измерение энергопотребления серверов при различных уровнях производительности, начиная от 100% до режима ожидания в 10%-ных сегментах в течение определенного периода времени. Поскольку нагрузка на процессор и энергопотребление серверов могут сильно различаться в зависимости от времени суток или дней недели, использование ступенчатой модели рабочей нагрузки более точно отражает реальное поведение серверов. Для определения соотношения между энергопотреблением и производительностью для всех уровней нагрузки все значения пропускной способности транзакций для каждого сегмента суммируются и делятся на сумму средних значений энергии, израсходованной в каждом сегменте. Полученное в результате значение определяется как «среднее ssj_ops/Вт».

Для выполнения оценок на базе нового стандарта SPEC необходимы два сетевых ПК, анализатор энергопотребления и датчик температуры. один компьютер в этом случае является системой контроллера, другой – тестируемой системой, с которой снимаются параметры энергопотребления, питания и температуры. Стандартная процедура тестирования SPECpower_ssj2008, при которой энергопотребление и производительность измеряются в 11 различных точках нагрузки, занимает около 70 минут. Результаты тестирования нескольких систем, проведенного компанией SPEC, можно увидеть на странице www.spec.org/power_ssj2008/results/power_ssj2008.html.

Управление по охране окружающей среды и Консорциум по вопросам энергосбережения (Consortium for Energy Efficiency) считают внедрение средств измерения SPEC еще одним шагом на пути улучшения энергопотребления в серверных средах. «Возможность унифицированного измерения энергопотребления на различных серверных платформах является весьма важной составляющей программы Energy Star,– заметил Эндрю Фанара (Andrew Fanara), директор подразделения Energy Star* Product Specifications Development Team EPA.– Компания SPEC предприняла первые важные шаги на пути создания стандартизованного средства эталонного тестирования энергосбережения в процессе оценки производительности для поставщиков и покупателей серверных систем. Дополнительные сведения о средствах оценки компании SPEC представлены на странице www.spec.org/specpower.

о Б З о Р С П Е Ц И Ф И К А Ц И И E N E R G Y S T A R В Е Р С И И 4 . 0

1. Выберите энергосберегающий блок питанияБлок питания должен поддерживать эффективность 80% при нагрузке в 20%, 50% и 100% и компенсации коэффициента мощности более 9.

2. Подберите подходящую категорию в зависимости от системной конфигурации и проверьте мощность в периоды простоя, пониженного энергопотребления и ожидания

3. Тестирование и представление результатовПроведите тестирование системы самостоятельно и представьте полученные результаты в EPA, используя интерактивное средство подачи результатов.

Категория Мощность системы в состоянии простоя

A ≤ 50 Вт B ≤ 65 Вт C ≤ 95 ВтВ зависимости от конфигурации системы ее энергопотребление при подключении через ШтеПСелЬнУЮ ВилКУ должно равняться или быть ниже указанных уровней. Кроме того, показатели системы в состоянии пониженного энергопотребления и в режиме ожидания должны соответствовать требованиям.

Загрузить последнюю версию инструкций по внедрению можно по адресу: www.intel.com/go/energystar.

дополнительные сведения о спецификации Energy Star* представлены на www.energystar.gov/index.cfm?c=revision s.computer_spec.

Page 29: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

29Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

обратите внимание

ПУтеШеСтВие В БУдУщееВы хотели бы заглянуть в будущее и не только узнать,

над чем работают разработчики По корпорации Intel, но и поделиться своим мнением? теперь все в ваших руках!

Приглашаем вас посетить сайт whatif.intel.com в качестве разработчика По или пользователя технологических новинок. Здесь можно получить подробную информацию о различных прототипах программных продуктов, загрузить их и протестировать, а затем разместить комментарии, чтобы сообщить нам свое мнение. Загрузите и протестируйте один из двух наиболее популярных прототипов: компилятор Intel® C++ STM версии Prototype или программу Intel® Performance Tuning Utility версии 3.0. Кроме того, в блогах разработчиков По Intel вашему вниманию будут представлены различные обзоры, мнения и дискуссии. а на форумах сайта можно почитать о других проектах, задать вопрос, получить помощь от разработчиков продукции или просто поучаствовать в беседах. Присоединяйтесь к нам!

ноВое СооБщеСтВо раЗраБотЧиКоВ СетеВоЙ граФиКи INTEL® SOFTWARE NETWORK GRAPHICS

Чтобы узнать, как создать код для добавления графики в игры с ориентацией на максимально широкую аудиторию, присоединяйтесь к новому сообществу разработчиков Intel® Software Network по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/articles/rus/1490.htm.

Вы хотите разработать графику, отличающуюся потрясающим реализмом, великолепные игровые спецэффекты или создать конкурентоспособное изображение, сочетающееся с прекрасной производительностью для высококачественных видео-приложений с высокой пропускной способностью? В любом случае здесь вы получите поддержку, необходимые средства и образцы кодов, сможете принять участие в специализированных форумах и блогах, поделиться своими идеями, получить новую информацию и ответы на свои вопросы.

СВеЖие МатериалЫСовсем недавно издательство Intel®

Press опубликовало новую книгу под интригующим названием «развенчание мифа об архитектуре, ориентированной на службы: практичный подход к SOA для руководителей IT-отделов» (Service Oriented Architecture Demystified: A Pragmatic Approach to SOA for the IT Executive), написанную гиришем джунеджа (Girish Juneja), Блейком доурни (Blake Dournaee) и Стивом Биркелом (Steve Birkel). авторы предлагают использовать поэтапный подход («ползать-ходить-бегать») для развертывания SOA в IT-средах и на примерах из реальной жизни предприятий с вертикальной системой управления показывают, как реализация данных принципов приносит максимальную окупаемость вложений. В книге подробно рассмотрены, как организационная и техническая точки зрения на SOA и архитектура, ориентированная на службы, представлены и в качестве движущей силы развития бизнеса, и как надежный проект для разработки и интеграции По.

Более подробную информацию см. на www.intel.com/intelpress/sum_soa.htm.

ВреМя СоБиратЬ КаМни: КонФеренЦия GDC 2008

18-22 февраля 2008 г., центр Moscone, Сан-Франциско

18-22 февраля центр Moscone в Сан-Франциско стал местом проведения ежегодной Конференции разработчиков игр (Game Developers Conference), в которой приняли участие более 16 тысяч корифеев, инноваторов и восходящих звезд. еще одним участником этого события стала корпорация Intel.

Intel в течение нескольких десятков лет сотрудничает с разработчиками игр, и в этом году корпорация представила особенно впечатляющий набор игровых технологий, включая многоядерные процессоры Intel® с высочайшей производительностью, революционную 45-нанометровую технологию и возможности беспроводного подключения, увеличивающие время автономной работы батареи.

инновационная технология Intel® Graphics, которая поддерживает высочайшую производительность графических приложений (практически без каких-либо расходов для конечных пользователей), завоевала большую часть сегмента рынка настольных ПК и ноутбуков в области интегрированной графики для ПК. а чтобы окончательно завоевать посетителей конференции, корпорация представила их вниманию огромное разнообразие продукции для разработчиков Intel®, предназначенное для оптимизации кода игр на базе платформ Intel®.

Узнайте, как многочисленные преимущества технологий Intel® превращают простые игры в приложения с невероятным уровнем производительности.

Page 30: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

30 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

ресурсы

Программное обеспечение Intel® Корпорация Intel является поставщиком программного обеспечения, профессиональных услуг, передовых технических

знаний и ресурсов по всему миру. Программное обеспечение Intel® – это важная часть платформы, открыающая конечным

пользователям дальнейшие перспективы и создающая новые возможности для бизнеса. Для получения дополнительных

сведений о программном обеспечении, новостях и технологиях Intel посетите страницу www.intel.com/go/softwaredispatch.

реСУрСЫ

Чтобы углубить понимание тем, затронутых в статьях этого номера журнала Intel® Software Insight, просмотрите следующие сайты:

Всем любителям рок-музыки посвящаетсядля получения более подробной информации об Aspyr посетите веб-сайт www.aspyr.com/.

дополнительные сведения об игре Guitar Hero* III: Legends of Rock представлены на веб-сайте www.guitarherogame.com/gh3/.

дополнительные сведения о графических адаптерах Intel® Graphics см. по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/articles/rus/1490.htm.

Чтобы стать одним из участников революции в сфере многопоточных систем, посетите http://softwarecommunity-rus.intel.com/isn/home/MultiCore.aspx .

Внедорожник-победительКомментарии в блогах представлены по адресу: http://blogs.intel.com/research/2007/10/robotic_cars_the_darpa_urban_c.php.

Чтобы просмотреть информацию об игре Stanford Racing Team, посетите веб-сайт http://cs.stanford.edu/group/roadrunner/racelog.html.

Виртуальная реальность: поговорим о будущем компьютерных игринформация об участии корпорации Intel в разработке игр представлена по адресу: www.intel.com/software/games.

Посмотреть на настоящий Commodore VIC* 20 ad можно по адресу: www.youtube.com/watch?v=PUEI7mm8M7Q.

Чтобы сыграть в старую добрую игру золотого века компьютерных игр, посетите веб-сайт www.consoleclassix.com.

Многопоточность обеспечила дополнительную производительность авиасимулятору Microsoft Flight Simulator* Xиспытываете ностальгию по старым авиасимуляторам? Примите участие в игре The Old Flight Simulator Vault по адресу: http://fshistory.simflight.com/fsvault/.

Советы по улучшению производительности для разработчиков можно получить в блоге Фила тейлора по адресу: www.fsinsider.com/tips/Pages/default.aspx.

дополнительную информацию об инструментах анализа многопоточности корпорации Intel можно найти по адресу: http://www3.intel.com/cd/software/products/emea/rus/threading/343528.htm .

Алгоритм трассировки лучей приобретает популярность по мере того, как распараллеливание вычислений расширяет возможности обработки данных в режиме реального временинекоторые соображения джима херли (Jim Hurley) о новых достижениях в технологиях трассировки лучей представлены в статье журнала Intel Technology Journal «технологии трассировки лучей завоевывают рынок» (Ray Tracing Goes Mainstream). www.intel.com/technology/itj/2005/volume09issue02/art01_ray_tracin g/p01_abstract.htm.

еще одна статья Intel® Software Network, посвященная преимуществам многоядерных процессоров для выполнения данного вида операций «интерактивная трассировка лучей» (Interactive Ray Tracing), представлена по адресу http://softwarecommunity.intel.com/articles/eng/2658.htm.

ряд других статей, представленных на симпозиуме 2007 IEEE/EG, посвященном интерактивной трассировке лучей, размещены на веб-сайте http://kesen.huang.googlepages.com/rt2007Papers.htm.

Crysis*: больше, чем иградля получения более подробной информации о Crytek посетите веб-сайт www.crytek.com.

дополнительную информацию об игре Crysis можно найти по адресу: www.ea.com/crysis.

дополнительные сведения о комплекте для разработчиков игровых технологий для ноутбуков Intel® Laptop Gaming TDK представлены по адресу: http://softwarecommunity-rus.intel.com/articles/rus/1017.htm.

Быстрее, мощнее, лучше: спецификация Energy Star* для производителей компьютерных системдополнительные сведения о компании SPEC и энергосберегающих функциях серверных систем представлены по адресу: www.spec.org/power_ssj2008/results/power_ssj2008.html.

для получения информации об инструкциях по внедрению Energy Star* посетите веб-сайт www.intel.com/go/energystar.

новейшие сведения о спецификации Energy Star представлены на веб-сайте www.energystar.gov/index.cfm?c=revisions.computer_spec.

Подписка на журнал Intel® Software Insight: � www.intel.com/go/softwaredispatch

ресурсы, посвященные многоядерным системам: � http://softwarecommunity-rus.intel.com/isn/home/MultiCore.aspx

решения Intel® для разработчиков По: � http://www3.intel.com/cd/software/products/emea/rus/index.htm

онлайновые и аудиторные учебные курсы, предлагаемые Intel® Software College: � www.intel.com/software/college

Зарегистрируйтесь в программе Intel Software Partner, доступной для компаний-разработчиков По, по адресу: � www.intel.ru/partner

Узнайте больше о сети Intel® Software Network по адресу: � www.intel.ru/software

Создайте собственную базу знаний с помощью книг издательства Intel Press: � www.intel.com/intelpress/

Чтобы зарегистрироваться или получить дополнительную информацию о проведении предстоящих интерактивных веб-семинаров и семинаров �по требованию, посетите веб-сайт www.intel.com/software/developerwebinars

Page 31: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

Innovation Thrives on Choice: Intel Sparks Creativity in the Open Source Community

31Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

СТАВИТЕ ПЕРЕД СОБОЙСЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ?

Четырехъядерный многопоточный высокопроизводительный процессор Intel® Core 2 Extreme —

ноВЫЙ СПоСоБ ПоКоРЕнИЯ САМЫХ ВЫСоКИХ ВЕРШИн!© Корпорация Intel, 2008 г. Все права защищены. «Intel», логотип «Intel» и «Intel Core» являются товарными знаками корпорации Intel в США или других странах.

Page 32: Intel® Software · PDF fileIntel® Software Insight 1 Выпуск №13, 2008 г. Intel® Software ВЫПУСК № 13, 2008 г. БЕРИ ГИТАРУ В РУКИ ... DarPa Urban

32 Intel® Software InsightВыпуск №13, 2008 г.

Корпорация Intel не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества, надежности, функциональности и совместимости продуктов независимых поставщиков и их устройств. Все продукты, даты и планы основаны на текущих прогнозах и могут меняться без предварительного уведомления.

«Intel», логотип «Intel», Intel. логотип «Leap ahead.» и логотип «Intel. Leap ahead.», Centrino, Intel Core, Intel SpeedStep, Itanium, Pentium, VTune и Xeon являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками корпорации Intel или ее филиалов в СШа и других странах.

*Прочие названия и товарные знаки могут быть заявлены как собственность соответствующих владельцев. © Корпорация Intel, 2008 Все права защищены. 0208/CS/MESH/HOP/3.5K 319159-001RU

www.intel.com/go/software Подписаться на журнал Intel® Software Insight можно по адресу: www.intel.com/go/softwaredispatch.