1

Weer Simulatie in Videogames Case: Gran Turismo.

Get Real! Images, Visualisations, Technologies

MA New Media & Digital Culture 2010/11 Docente: K. van Es. Blok 1, werkgroep 2

Universiteit Utrecht, 14-11-2010 Auteur: Bas Lievens, 3025845

2

Inhoud

Inleiding. .................................................................................................................................................. 3

1. Weer simulatie. ............................................................................................................................... 5

2. Gran Turismo Series. ....................................................................................................................... 6

3. Weer simulatie in de Gran Turismo videogame serie. .................................................................... 7

4. Technologische innovatie in Gran Turismo 5: PlayStation 3. .......................................................... 9

4.1 Sony Entertainment Group: PlayStation. ...................................................................................... 9

4.2 Central Processing Unit van de PlayStation 3: De Cell processor. ................................................. 9

4.3 Graphics Processing Unit van de PlayStation 3: RSX Reality Synthesizer. ................................... 10

5. Het Dynamic Weather System en gameplay. ................................................................................ 12

5.1 Game + play = Gameplay? ........................................................................................................... 12

5.2 Gameplay in Gran Turismo. ......................................................................................................... 13

5.3 Realisme. ..................................................................................................................................... 14

5.2 Immersie. ..................................................................................................................................... 16

Conclusie ............................................................................................................................................... 19

Bibliografie ............................................................................................................................................ 21

3

Inleiding.

Het medium videogames geniet tegenwoordig een enorme populariteit. De tijd waarin enkel

kinderen videogames speelden is voorbij. Uit onderzoek van TNS Nipo blijkt dat Nederland ruim tien

miljoen gamers telt. Naar verwachting zal de omzet van de game industrie in het jaar 2013

uitgegroeid zijn tot ruim vierenzeventig miljard dollar (Dienst Onderzoek en Statistiek 2010, 5). De

exponentiële groei van de game industrie faciliteert een nieuwe generatie games waarin

gameontwikkelaars streven naar een realistische virtuele driedimensionale wereld. Videogames, en

in het bijzonder race simulatie videogames, streven naar een cinematografisch realisme door de

constructie van fotorealistische graphics (Manovich 1992, np). De visuele driedimensionale werelden

worden grafisch en auditief op verschillende dimensies in videogames gerepresenteerd en spelers

kunnen in deze werelden navigeren op een manier die het echte leven simuleert. Technisch gezien

zijn videogames echter geen simulaties van een ‘virtuele realiteit,’ maar maken ze het spelers

mogelijk om virtuele objecten waar te nemen vanuit verschillende perspectieven, de objecten te

manipuleren en hun weerstand te ‘voelen’. Het ultieme doel van moderne game ontwikkeling is het

creëren van een conditie waarin de speler de virtuele wereld en haar objecten niet kan

onderscheiden van de realiteit. (Barton 2004, np)

“Given the game industry and the public’s obsession with cinematic and spatial realism , we might be

surprised to learn that one of the most obvious and pervasive aspects of our daily lives, the weather,

has been ignored or allowed to play only very minor roles in even the best-funded “A-List”

videogames.”1

Matt Barton

Dit stelde mediawetenschapper Matt Barton in het artikel How´s the Weather: Simulation Weather in

Virtual Environment. Het artikel onderzoekt de rol van het weer in computergames vanuit de

gameplay. In de meeste computergames wordt het natuurlijk fenomeen weergegeven als decoratie,

een ambiance of sfeer in een virtuele omgeving. Barton pleit dat directere effecten van het weer op

de gameplay, computergames meer realistisch en ecologisch inzichtelijker kunnen maken. Deze

uitdaging ligt bij ambitieuze gameontwikkelaars en grafische artiesten (Barton 2004, np). De vraag

van Barton lijkt inmiddels te zijn gehoord. Technologische vooruitgang op het gebied van hardware

en software resulteren in fotorealistische en dynamische weer simulaties. Een voorbeeld is het

Dynamic Weather System in de vijfde editie van de GRAN TURISMO race simulatie serie voor de

1 Barton, Matt.,”How’s the Weather: Simulation Weather in Virtual Enviroments”, (2004).

http://gamestudies.org/0801/articles/barton

4

Playstation 3; GRAN TURISMO 5 (Polyphony Digital, 2010). Het weer is hier niet enkel visueel

gesimuleerd maar krijgt ook een “materialiteit” in de videogame omdat het van invloed is op de

gameplay. Zodoende formuleer ik mijn onderzoeksvraag:

Op welke wijze veranderen technologische ontwikkelingen in dynamisch weer simulatie de gameplay

in race videogames?

In dit onderzoek wordt vanuit een meteorologisch, technisch en mediatheoretisch perspectief

gekeken naar weer in de GRAN TURISMO computergame series. In het eerste hoofdstuk wordt gekeken

naar de meteorologische kenmerken van de toestand van de dampkring; het weer. In hoofdstuk

twee en drie wordt er gekeken naar de specifieke case van dit onderzoek; de GRAN TURISMO serie en

op welke wijze het weer in deze videogames is gesimuleerd. Hoofdstuk vier beschrijft de

technologische innovaties van de PlayStation 3 die ten grondslag liggen aan de implementatie van

een dynamisch weer simulatie in GRAN TURISMO 5. In hoofdstuk vijf bekijk ik wat voor invloed het

Dynamic Weather System heeft op de gameplay van de videogame en wat dit betekent voor de

ervaring van realisme en immersie. In de conclusie tracht ik antwoord te geven op de

onderzoeksvraag.

5

1. Weer simulatie.

Het weer is de toestand van de dampkring wat betreft temperatuur, vochtigheid, luchtdruk,

bewolking en wind. Het bestaat uit verschillende elementen zijnde; luchtdruk, luchttemperatuur,

luchtvochtigheid, bedekkingsgraad, bewolking, neerslag, wind en zicht. Het weer is het resultaat van

een unieke combinatie tussen het type atmosfeer dat onze planeet bezit, de overvloedige

hoeveelheid water en de afstand van onze planeet tot de zon. Het weer is een determinerende factor

in het menselijk leven wat betekent dat we het niet kunnen beïnvloeden maar enkel kunnen

voorspellen. De term ‘weer’ wordt gebruikt om de veranderingen die plaatsvinden in onze atmosfeer

te beschrijven. De bron van deze veranderingen is de zon. Hierdoor ontstaan kringlopen die leiden

tot ingewikkelde patronen die constant veranderen.

Het visueel simuleren van het weer is, gezien de complexiteit van kringlopen en krachten van de

atmosfeer, een uitdaging voor game ontwikkelaars en grafische designers. Een simulatie van

natuurlijke fenomenen berust op de ontwikkeling van geschikte algoritmes. Algoritmes worden

gebruikt om data te verwerken en zijn onderdeel van de software. Voorheen waren er geen

geschikte algoritmes die de enorme hoeveelheid data konden verwerken om het weer te simuleren.

Daarnaast moeten microprocessors in staat zijn om de data te berekenen om een driedimensionaal

beeld te genereren. Vooruitgang op het gebied van algoritmes en microprocessoren maken de

simulatie van een dynamisch weer systeem mogelijk. In het volgende hoofdstuk introduceer ik mijn

case GRAN TURISMO en bekijk ik hoe het weer in deze videogame serie gesimuleerd wordt.

6

2. Gran Turismo Series.

GRAN TURISMO is een race simulatie videogame die

geproduceerd is voor de Sony PlayStation, PlayStation 2,

PlayStation 3 en PlayStation Portable consoles. De GRAN

TURISMO videogames zijn ontwikkeld door Polyphony Digital en

geproduceerd door Kanzunori Yamauchi. De serie bestaat uit

zes titels die tussen 1997 en 2010 uitgebracht zijn; GRAN

TURISMO, GRAN TURISMO 2, GRAN TURISMO 3: A-SPEC, GRAN TURISMO 4, GRAN TURISMO PORTABLE en GRAN

TURISMO 5. De videogames simuleren het visuele uiterlijk en de besturing van een groot aantal auto’s

welke een reproductie zijn van bestaande ‘real-life’ modellen. De aantrekkingskracht van de GRAN

TURISMO videogames komt voort uit de computer graphics, de specifieke auto’s die goedgekeurd zijn

door vooraanstaande autobedrijven om virtueel vorm te geven in de GRAN TURISMO videogames en de

mogelijkheid om de auto’s te tunen om de performance van de auto te verbeteren. Om de simulatie

zo natuurgetrouw mogelijk weer te geven is de besturing van de auto’s gebaseerd op de werkelijke

rijeigenschappen. De geluiden die de auto’s produceren zijn gebaseerd op opnames van de

daadwerkelijke modellen en wil een speler een specifieke auto verbeteren door deze te tunen dan

zal er rekening moeten worden gehouden met de principes van de fysica.

“There really was nothing like it, and it's difficult to imagine the gaming landscape had GT not hit when

it did. Released in 1997, Gran Turismo followed Sony's award-winning 'double life' PlayStation

marketing, waving lifelike visuals and a commercial licensed soundtrack in the collective faces of a 90's

culture still pigeonholing videogames as hi-tech children’s toys. […] Revolutionary at the time, Gran

Turismo remains today a how-to dossier for driving game design.”2

Matt Scott.

De GRAN TURISMO videogame serie is een van de meest populaire race simulatie videogames van deze

eeuw. Het Guinness Book of World Records bekroonde maarliefst zeven videogames uit de GRAN

TURISMO serie met een wereld record voor onder andere ‘het grootste aantal auto’s in een race

videogame’, en ‘meest verkochte PlayStation game’. Sinds het verschijnen van het eerste deel in

december 1997 zijn er wereldwijd meer dan zesenvijftig miljoen exemplaren van de game verkocht

wat het de best verkochte videogame serie maakt voor de PlayStation console (Mustang-man 2006,

np) (Polyphony Digital Inc. 2010, np) (Scott 2008, 1).

2 Scott, Matt., “History of Gran Turismo,” (2008)

http://www.game.co.uk/lowdown.aspx?lid=8813&cm_sp=GranTurismo-_-topnav-_-historygt

7

3. Weer simulatie in de Gran Turismo videogame serie.

Het weer is van invloed op de besturing van de auto’s, de grip van de banden op de baan en het zicht

van de bestuurder. Daarnaast is het weer van invloed op de race strategie, bijvoorbeeld bij de

bandenkeuze en het aantal pitstops dat een team organiseert. Gezien het veranderlijke karakter van

de verschillende elementen die het weer bepalen is het noodzaak om zoveel mogelijk

meteorologische informatie te vergaren om de juiste strategie te bepalen. Formule 1 rijder Anthony

Davidson legt uit dat het gebruik van die informatie cruciaal kan zijn voor een positieve uitkomst van

een race.

“The teams know by the radar where the weather is coming from and how long it’s going to last. You’ll

be aware of what the weather’s doing roughly, and then you can make your call.”3

Anthony Davidson

De eerste twee delen van de GRAN TURISMO serie;

GRAN TURISMO en GRAN TURISMO 2 zijn ontwikkeld

voor de PlayStation. In deze videogames wordt het

weer, de toestand van de dampkring wat betreft

temperatuur, vochtigheid, luchtdruk, bewolking en

wind, enkel statisch weergegeven. Het weer is in

deze videogames onderdeel van een statisch

landschap. Er zijn zichtbare, visuele wolken,

besneeuwde bergtoppen en subtiele

kleurverschillen in de blauwe hemel, maar deze elementen zijn onbeweeglijk en hebben geen invloed

op de gameplay.

In deel drie en vier, GRAN TURISMO 3; A-SPEC

en GRAN TURISMO 4 hebben de makers van de

videogame een voordeel bij het visueel simuleren

van de videogame. De PlayStation heeft inmiddels

een metamorfose ondergaan. Het resultaat is een

krachtigere console, de PlayStation 2, die in staat is

om zwaardere berekeningen uit te voeren. De

weersimulatie in de games blijft overigens

hetzelfde. Ook hier is het weer een statisch gegeven

dat tijdens het laden van het spel als achtergrond wordt berekend. Door met de controller de auto te

3 Anthony Davidson., “Official game by Codemasters arrives in september,” (2010)

http://f1insight.blogspot.com/2010/07/official-f1-2010-game-by-codemasters.html

8

besturen draait de point-of-view waardoor het lijkt alsof de atmosfeer beweegt terwijl dat niet het

geval is. Maar er zijn ook veranderingen in de gameplay. Zo moet je al speler enkele wedstrijden

racen op een zogenaamde wet track; een natte rijbaan waar de regen al gevallen is en zich heeft

verzameld in grote plassen op de rijbaan. Het water spat op en vernevelt terwijl je de auto door de

bochten navigeert. Als speler heb je meer moeite om bochten door te komen omdat de auto sneller

slipt. De speler moet hierop anticiperen door minder gas geven en voorzichtiger de bochten moeten

benaderen. Is het weer simulatie systeem in deze twee games meer dan enkel een visuele simulatie?

Ik denk van niet. De visuele simulatie van het weer in GRAN TURISMO 3: A-SPEC en GRAN TURISMO 4 is

niet dynamisch maar tevens een statisch gegeven. De vraag is hier in hoeverre we water op de

rijbaan tot ‘het weer’ kunnen rekenen. Immers, de toestand van de dampkring wordt visueel

gesimuleerd, maar het proces dat hieraan vooraf ging niet. De gemodificeerde gameplay is hier een

direct gevolg van een nieuw narratief.

Onlangs publiceerde Polyphony Digital de vijfde

editie van de GRAN TURISMO videogame serie; GRAN TURISMO

5 tijdens de Tokio Game Show. Daar presenteerde

Kanzunori Yamauchi het nieuwe Dynamic Weather System;

een systeem dat het weer op dynamische wijze simuleert.

De voorgaande GRAN TURISMO games visualiseerden het

weer als een statisch gegeven, maar in deze editie

verandert het weer real-time en op dynamische wijze

tijdens het racen. Het Dynamic Weather System simuleert

regenbuien en sneeuwbuien die de speler tijdens de race

kunnen overvallen. Deze condities zijn van invloed op het

zicht van de bestuurder van de auto, maar ook op de fysica van de auto. De natuurwetten bepalen

dat regen of sneeuwval de besturing van een auto determineert; de sporen die een voorganger

achterlaat in de sneeuw moeten in acht worden genomen bij het besturen van de auto en de speler

zal zijn ruitenwissers aan moeten zetten om nog iets te kunnen zien.

“Factors like temperature, pressure and humidity are all calculated to help simulate weather

conditions that change dynamically.”4

Polyphony Digital

Het is vervolgens interessant te bekijken welke technologische innovaties ten grondslag liggen aan

simuleren van een dynamisch weer systeem in race videogames.

4 BigTuna., “Trailer and screenshots for Gran Turismo 5 dynamic weather and day/night changes”. 18-09-2010.

http://www.gamespact.com/2010/09/18/trailer-and-screenshots-for-gran-turismo-5-dynamic-weather-and-daynight-changes/

9

4. Technologische innovatie in Gran Turismo 5: PlayStation 3.

De GRAN TURISMO 5 videogame is onlosmakelijk verbonden met de PlayStation en in het bijzonder de

PlayStation 3 console. Technologische vooruitgang op het gebied van microprocessors maakt het

mogelijk om het dynamisch weer systeem visueel te simuleren in een videogame. Het Dynamic

Weather System in GRAN TURISMO 5 komt voort uit de samenwerking tussen de de Cell processor en

de RSX Reality Synthesizer. Hoe deze hardware precies werkt en wat het betekent voor de software

leest u in het volgende hoofdstuk.

4.1 Sony Entertainment Group: PlayStation.

Sinds de introductie van de originele PlayStation in het jaar

1994 is Sony marktleider op het gebied van consoles. Er zijn

meer dan 13.000 videogames te koop voor PlayStation

producten en daar komen er maandelijks meer bij. De laatste

console die Sony op de markt bracht is de PlayStation 3. De

computer maakt gebruik van een speciaal ontworpen Central

Processing Unit, of CPU; de Cell processor. De Cell processor is

gemaakt door Sony in samenwerking met Toshiba en IBM

(Altizer 2006, 1-3).

4.2 Central Processing Unit van de PlayStation 3: De Cell processor.

De Cell processor die we vinden in de hardware van de

PlayStation 3 is een multi-core processor, waarbij

producenten zoveel mogelijk processors op een enkele

chip plaatsen. Dat betekent dat de multi-core

processor, in tegenstelling tot de one-core processors

die we vinden in voorgaande typen van de PlayStation,

meerdere instructies tegelijkertijd kan verwerken. De

setup van de Cell processor werkt als een team van

verschillen processors, die samenwerken op een enkele

chip om de grote werkbelasting van de computer te kunnen verwerken. Om te begrijpen hoe deze

Cell processor werkt bespreek ik de onderdelen waaruit deze processor is opgebouwd (Blachford

2005, 1) (Valdes 2005, 1).

Het element van de Cell processor dat berekeningen uitvoert is een 3.2 GHz PowerPC core.

De PowerPC Core is een microprocessor die de dataverwerking delegeert aan acht andere processors

die zich op dezelfde chip bevinden; de Synergistic Processing Elements. De informatie die een

10

computer moet verwerken loopt via de PowerPc Core. De Core beoordeelt vervolgens wat er moet

gebeuren en berekent hoe de SPE’s het werk op de meest efficiënte manier kan uitvoeren. De SPE’s,

de acht andere processors die zich op de Cell processor chip bevinden, zijn zogenaamde vector

processors. Dergelijke processors zijn ontworpen om verschillende data tegelijkertijd te verwerken.

Er bevinden zich acht SPE’s op de chip, maar zeven daarvan verzorgen de dataverwerking. De achtste

SPE is ingebouwd als back-up, in geval een van de andere niet functioneert (Blachford 2005, 1)

(Valdes 2005, 1-2).

4.3 Graphics Processing Unit van de PlayStation 3: RSX Reality Synthesizer.

Computer graphics zijn visuele representaties

van een bepaald oppervlak, die gemaakt zijn

door de computer, aan de hand van bepaalde

data. Omdat Graphics een belangrijke rol

spelen bij videogames bevat de PlayStation 3

microprocessors die zich enkel bezig houden

met het verbeelden van computer graphics.

Deze microprocessor heet een Graphics

Processing Unit, of GPU. Een GPU is een

processor die gebruikt wordt op grafische berekeningen mee uit te voeren. Hierbij neemt de

processor alle grafische taken over van de CPU. De GPU die zich in de PlayStation 3 bevindt is de RSX

Reality Synthesizer. Deze GPU is ontwikkeld door Sony in samenwerking met NVidia, een fabrikant

van grafische kaarten. Het bijzondere aan deze kaart is dat het aantal transistors, de fundamentele

bouwstenen van computers, in de RSX velen malen hoger is dan bij vergelijkende systemen (Valdes

2005, 3).

De RSX is gebouwd op een traditioneel onafhankelijke vertex/pixel shader architectuur. Deze

architectuur berust op driedimensionale objecten die uit polygonen bestaan. Een polygoon is een

gebied dat gedefinieerd is door minimaal drie lijnen. Een simpele geometrische driehoek kan dus een

polygoon vormen met drie lijnen. Elke hoek van de driehoek is een vertex; het punt waar twee lijnen

samenkomen. Elke vertex bestaat uit drie coördinaten; de X, Y en de Z, die informatie verschaffen

over de positie in de virtuele ruimte. Dankzij de coördinaten van de vertices weten we dus of waar

een driedimensionaal object zich in de virtuele ruimte bevindt; Links/ rechts, boven/onder of voor of

achter in de virtuele ruimte. Als de polygoon een set vertices heeft die de vorm definiëren dan heeft

het informatie nodig die vertelt hoe de polygoon er uit moet komen te zien. De zogenaamde pixel

shader verschaft de data aan de GPU waarmee wordt bepaald hoe de textuur van een

driedimensionaal object eruit komt te zien. Denk daarbij aan de kleur, belichting en schaduwen. De

11

volgende stap in het daadwerkelijk weergeven van een driedimensionaal object is rendering (Valdes

2005, 3-4).

Rendering is het generen van een afbeelding door een computer, door middel van data van

een model. Het model verschaft informatie over de driedimensionale objecten wat betreft vorm,

textuur, belichting en schaduwen die voortkomen uit de vertex/pixel shader architectuur. Het

renderen van realistische computer graphics berust op de simulatie van licht en de interactie met de

omgeving zoals objecten, lichten die op hen schijnen en de virtuele camera die de scene observeert.

De objecten zijn gedefinieerd door hun vorm, positie, oriëntatie en materialen. Als de data van een

specifieke scene gemodelleerd is dan berekent het rendering programma de richting van het licht

vanuit de bron tot de camera (J. Dorsey & P. Hanrahan 2000, 66). Rendering in GRAN TURISMO 5 valt

ten laste aan de Central Processing Unit. Als er een scene gerendered wordt dan er vervolgens

informatie over de geometrie en textuur naar de grafische kaart, de RSX Graphics Processing Unit,

gestuurd om deze te verwerken tot een driedimensionaal beeld. (Engel sd, np) (Grogono, Miao Song

& Peter 2009, 90-94).

"The combination of Cell and RSX will enable the creation of next-generation real-time 3D imagery that

will take your breath away."5

Jen-Hsun Huang, president and CEO, NVIDIA

Het gevolg van deze technologische innovatie is een hoge mate van grafisch detail in een high-

definition resolutie die voorheen nog niet mogelijk was op een videogame console. Nu we weten

welke technologisch innovaties het Dynamic Weather System mogelijk maken is het vervolgens

interessant te bekijken wat dit fenomeen betekent voor de ervaring van de gameplay en realisme in

GRAN TURISMO 5.

5 Roman, David., NVIDIA Presents Breaktrough Nex-Generation Graphics at Sony Comuter Entertainment’s

PLaystation3 Press Conference. 2005. http://www.nvidia.com/object/IO_21111.html

12

5. Het Dynamic Weather System en gameplay.

5.1 Game + play = Gameplay?

Een videogame is meer een proces dan een object. Een computergame kan niet bestaan zonder

spelers. De spelers controleren en ontdekken een bepaalde ruimtelijke representatie. Een videogame

is een gestructureerde activiteit die algemeen gebruikt wordt als vorm van entertainment of educatie

(Raessens 2005, 373). Enkele kernelementen van een video game zijn doelstellingen, regels,

uitdagingen en interactie welke een mentale of fysieke stimulatie teweeg brengen. Videogames

spelen zich af in een heldere gedefinieerde gamewereld en bestaan uit drie elementen: gameplay; de

handelingen, strategieën en motieven van de speler, de gamestructuur; de regels van de game en de

gamewereld; de fictionele virtuele omgeving (Aarseth 2003, 2). Wil de speler evolueren in een

videogame dan moeten de regels voorlief worden genomen (Simon Egenfeldt-Nielson, Jonas Heide

Smith & Susana Pajares Tosca 2008, 97). Mediawetenschapper en gamedesigner Kevin Oxland wijst

ons in zijn boek Gameplay and Design op het belang van gameplay in computergames.

“I believe gameplay is the components that make up a rewarding, absorbing, challenging experience

that compels the player to return for more, time and time again. It sits at the heart of a game that

cannot be seen as a dimensional entity, but only felt from a superbly woven and captivating world of

interactive challenges that stimulates every sense.”6

Kevin Oxland

Gameplay is niet hetzelfde als de gamestructuur waarbinnen regels en grenzen van de gamewereld

bepaald zijn. De regels bepalen wat de speler wel kan doen in een computergame en wat hij niet kan

doen. Het zijn de definities en instructies die spelers accepteren bij het spelen van een

computergame (Oxland 2004, 7) (Aarseth 2003, 2-3) (Simon Egenfeldt-Nielson, Jonas Heide Smith &

Susana Pajares Tosca 2008, 97). In dit onderzoek hanteer ik de volgende definitie van gameplay zoals

gamedesign consultant Ernest W. Adams het omschrijft in zijn boek Fundamentals of Game Design

uit 2010 (Adams, Fundamentals of Game Design 2010, 11):

“ The gameplay consists of the challenges and actions the game offers the player.”7

Ernest Adams

6 Oxland,Kevin., Gameplay and Design,” (2004).

7 Adams, Ernest., “Fundamentals of Game Design,” 2010.

13

5.2 Gameplay in Gran Turismo.

In GRAN TURISMO beschikt de speler over een controller en een set van regels die de fysieke

eigenschappen van de auto bepalen bij het besturen van de auto. In GRAN TURISMO, GRAN TURISMO 2,

GRAN TURISMO 3: A-SPEC, GRAN TURISMO 4 en GRAN TURISMO PORTABLE bestaat de gameplay uit de

uitdaging om een auto zo snel mogelijk rond een specifiek circuit te besturen. Een race is een poging

om iets eerder te voltooien dan een ander. De videogames zijn een fysieke race door een virtuele

ruimte. In het videospel dient de speler racelicenties te verdienen om zich te kwalificeren voor

andere races. Hiermee opent de speler nieuwe racebanen en verdient hij credits waardoor de speler

een keuze kan maken uit enkele nieuwe auto’s die meer vermogen hebben. Met deze auto’s kan de

speler geld verdienen door kampioenschappen te winnen. Met het verdiende geld kan de speler

extra onderdelen kopen om de auto’s optisch als motorisch te verbeteren. Het doel van de

videogame is het verslaan van andere coureurs en het behalen van de snelste rondetijden. De speler

dient daartoe het fysieke systeem van de auto en de computergame te bestuderen (Howland 2010,

3) (A. Rolings & E. Adams 2003, np).

De gameplay in GRAN TURISMO 5 is anders dan bij zijn

voorgangers. GRAN TURISMO 5 is het eerste race spel waarin

zowel mechanische als optische beschadiging van de auto

verwerkt wordt in een damage model. De engine van het

model berekent real-time de schade afhankelijk van de

snelheid en de hoek van botsing. De gameplay omvat

eveneens een auto zo snel mogelijk over een bepaald circuit

te besturen. Echter, de uitdaging en de acties die de speler

dient uit te voeren worden gedetermineerd door

meteorologische variabelen. Het Dynamic Weather System

berekent weercondities aan de hand van temperatuur,

vochtigheid, en luchtdruk variabelen. Het weer systeem is

dynamisch omdat deze variabelen veranderen, zonder dat de speler daar invloed op uitoefent. Het

weer in GRAN TURISMO 5 is niet enkel een visuele simulatie maar krijgt een ‘materialiteit’ in de

videogame. Het weer bepaalt hier het handelen van de speler. De weer condities in de virtuele

wereld veranderen willekeurig van bijvoorbeeld mist tot regen en sneeuw. De speler moet

anticiperen op het weer door de weersvoorspellingen te bestuderen en aan de hand daarvan onder

andere de juiste bandenkeuze te maken. Op de Tokio Game Show 2010 stelt gameproducent

Kanzunori Yamauchi:

14

“Surface conditions also change at will, and nothing more than forecasts can be used to prepare for

races. Sometimes it will rain just a little bit, or fog will set in. This adds to the realism and challenge of

racing, and is something even i still have trouble dealing with Even in custom track mode, all a player

can do is set weather tendencies, making for a truly unpredictable system.”8

Kanzunori Yamauchi

Het Dynamic Weather System verandert de uitdaging en de acties die de speler moet ondernemen.

De interactie tussen de speler en het spel omvat meer dan enkel de auto’s zo snel mogelijk rond een

circuit besturen. De speler dient eveneens te anticiperen op het weer waardoor de gameplay

verandert. Het bepaalt daarnaast de besturing van de auto, de balans tussen het aantal auto’s op het

circuit, het zicht van de bestuurder en de camerastandpunten.

5.3 Realisme.

Yamauchi stelt dat het Dynamic Weather System bijdraagt aan realisme. Maar wat bedoelt Yamauchi

hier nu? De term realisme kent geen eenzijdige definitie, het kan refereren naar film, ethiek,

wetenschap, kunst, filosofie, literatuur en naar computer games. Lister et all hanteren in het boek

New Media: A Critical Introduction de volgende definitie (Martin Lister 2003, 390):

“Realism, derived from literary theory, film and media studies, refers to the idea that representations

either conform to realism as a generic form (believability, `realistic` scenes and characters), or that

they are coherent references to a reality beyond the representation itself, thus transcending or denying

their status as representations by appearing as a `window on the World.”

Volgens media en cultuurwetenschapper Alexander R. Galloway kunnen we videogames wat betreft

realisme verdelen in twee groepen:

“[…} those that have as their central conceit the mimetic reconstruction of real life, and those resigned

to fantasy worlds of various kinds.”

Alexander R. Galloway

GRAN TURISMO 5 is een mimetische reconstructie van het ‘echte’ leven (Galloway 2004, np). Deze

reconstructie berust op een visueel realisme, duaal realisme en fysisch realisme. Technologische

ontwikkeling op het gebied van processors en grafische kaarten maken het mogelijk om graphics, de

visuele weergave van objecten en de driedimensionale omgeving, zo waarheidsgetrouw mogelijk te

8 Luffey, Dan. “Sony Spills Deatils on Gran Turismo5’s Weather System, Framerate,” 17-09-2010.

http://www.wired.com/gamelife/2010/09/gran-turismo-5-2/#ixzz13BQXylD3

15

representeren (McMullen 2004, 9). Het Dynamic Weather System draagt in zoverre bij aan een

visueel realisme dat het de visuele weergave van de objecten en de omgeving van de virtuele ruimte

kan veranderen zoals dat ook in de werkelijkheid gebeurt door het weer. Een natte auto of circuit

ziet er immers anders uit dan een droge auto of circuit.

De omgeving en de objecten reageren op realistische wijze op de auto die de speler bestuurt

en de auto reageert vervolgens weer op de omgeving en de objecten. Dit is een vorm van duaal

realisme (Darley 2000, 16). Simulatie games als GRAN TURISMO 5 omvatten een zekere vorm van

interactie met de omgeving en de objecten die zich hierin bevinden. De software berekent een

‘reactie’ op basis van de input van de speler (McMullen 2004, 9). Dit noemt wel ook wel de ervaring

van ‘agency’ (Murray 2004, 10):

Agency is the term I use to distinguish the pleasure of interactivity, which arises from the two

properties of the procedural and the participatory. When the 15orld responds expressively and

coherently to our engagement 15orld15t, then we experience agency. Agency requires that we script

the interactor as well as the 15orld, so that we know how to engage the 15orld, and so that we build

up the appropriate expectations.’

Murray, 2004)

De speler heeft interactie met de verschillende auto’s die zich ook op het circuit bevinden, maar ook

met het circuit zelf. Deze interactie berust op een artificial intelligence, een techniek die de illusie

creëert dat niet bestaande spelers intelligent gedrag vertonen (Herik, P. Spronck & J. van den 2004,

1). GRAN TURISMO 5 berust eveneens op een fysisch realisme, waar de visuele materie zich gedraagt

naar de natuurkunde en de wetten die hieraan ten grondslag liggen (Raven 1991, 54). Het damage

16

model is hier een goed voorbeeld van. Het berust op hoek van inpakt, snelheid en de materialen die

met elkaar in botsing komen. Computergames hebben een kenmerk dat hen onderscheid van andere

media; een ruimte waarbinnen spelers kunnen navigeren (Barton 2004, np). Het Dynamisch Weer

Systeem kan bijdragen aan het ervaren van een ruimtelijk realisme. Het Dynamic Weather System

brengt het weer letterlijk in de videogame. Het construeert een waarheidsgetrouwe virtuele

driedimensionale ruimte waarbinnen spelers kunnen navigeren. Het weer determineert zowel de

grafische weergave van het de computergame, maar ook de interactie met de omgeving en andere

objecten. Daarnaast berust het op meteorologische wetten.

5.2 Immersie.

Een manier om de virtuele omgeving bekender te maken en de speler de techniek achter de illusie te

doen laten vergeten is het simuleren van natuurlijke fenomenen in computer games. (Joshua Schpok

2003, 160). Om een mentaal beeld te vormen van een virtuele ruimte dient de speler de elementen

van de virtuele ruimte te herkennen. De techniek achter de illusie vergeten noemt men ook wel

immersie. Gamedesigner en mediawetenschapper Steve Woyach omschrijft dit begrip in zijn artikel

Immersion Through Video Games als volgt:

“Immersion is the process by which a media element entices a person to suspend their disbelief and

accept what they are viewing on a screen or page as actual reality. Through non-linear dramatic

elements and interaction between the player and the computer, a video game achieves a level of

reality that demands very little suspension of disbelief and is therefore a more compelling experience.

Further advances in artificial intelligence and new ways of modeling interactive environments serve to

make the environment more immersive, until suspension of disbelief is no longer necessary. It is only a

matter of time before the dream of a perfectly immersive environment is a reality.”9

Steve Woyach.

Immersie in een videogame kan dus een nieuwe realiteit creëren die ervoor zorgt dat de speler de

werkelijke realiteit even vergeet en ondergedompeld raakt in het medium (Woyach 2004, 1). Om een

bruikbaar mentaal beeld te vormen van een virtuele representatie moet de speler de objecten en de

omgeving erkennen als ‘echt’. Immersie is een mentaal proces dat berust op realisme (McMullen

2004, 11). Perceptie is echter niet genoeg om een virtuele wereld als ‘echt’ te ervaren. We moeten

interactie hebben met de wereld (Svanaes 2000, 12). Om een driedimensionale ruimte waar te

nemen moet een speler navigeren door de ruimte. De grafische kwaliteit van een videogame is niet

voldoende om deze als ‘echt’ te ervaren. De objecten dienen ook geloofwaardig te bewegen

9 Woyach, Steve., “Immersion Through Video Games,”(2004)

http://illumin.usc.edu/article.php?articleID=103&page=1

17

(Low 2001, 3). Er zijn drie soorten immersie; tactical immersion, strategic immersion en narrative

immersion. Het is interessant te bekijken wat voor invloed het Dynamic Weather System uitoefent op

de verschillende vormen van immersie.

Tactical immersion is fysiek en

onmiddellijk. Het is ‘the moment-by-

moment act of playing the game’. De

speler ervaart deze tactische immersie als

hij tactische operaties uit moeten voeren

in een videogame waarvoor de speler

moet beschikken over een bepaalde

vaardigheid. De speler voelt zich ‘in the

zone’ als hij bepaalde strategische

handelingen correct uitvoert. Als een speler op deze wijze ondergedompeld is in een videogame dan

worden delen van het brein afgesloten en wordt de speler een paar ogen dat direct communiceert

met de vingers die de knoppen van de besturing bedienen. Het is een soort van meditatie, een trance

die berust op een herhaaldelijke handeling. Tactische immersie wordt verstoord door abrupte

veranderingen in de gameplay (Adams, Postmodernism and the Three Types of Immersion 2004, np).

Het Dynamic Weather Simulation zou deze vorm van immersie kunnen verstoren doordat de speler

over moet schakelen naar een andere besturing. Het gebruik van de knoppen van de controller

verandert.

Strategic immersion is het zoeken naar een ‘path to victory’ of de situatie in de

computergame zo gunstig mogelijk te maken om te kunnen winnen. Deze vorm van immersie berust

dus niet op het herhaaldelijk uitvoeren van een bepaalde handeling, maar vereist een strategische

benadering waarbij de speler na moet denken en anticiperen op bepaalde situaties. Om strategische

immersie te construeren moet een game voldoende mentale uitdagingen hebben (Adams,

Postmodernism and the Three Types of Immersion 2004, np). Het Dynamic Weather System

faciliteert een mentale uitdaging voor de speler en kan derhalve strategische immersie versterken.

De speler kan de uitkomst van een specifieke race naar zijn hand zetten door na te denken over een

juiste strategie. Daartoe dient hij specifieke patronen analyseren; de weervoorspellingen, om daar

zijn strategie op te baseren.

Narrative immersion is hetzelfde als in de narratieve onderdompeling in boeken of films. Een

speler raakt ondergedompeld in een narratief als hij affiniteit ervaart met de karakters en wil weten

hoe het verhaal eindigt. De speler ‘verliest’ zich in het verhaal van de videogame. Als een speler is

ondergedompeld in een narratief van een videogame dan tolereert hij eventuele slechte tactische of

strategische gameplay (Adams, Postmodernism and the Three Types of Immersion 2004, np). Het

18

Dynamic Weather System kan helpen bij het ervaren immersie in GRAN TURISMO 5. De videogame

heeft wel degelijk een narratief in de vorm van een fictionele economie. Spelers beginnen de game

met genoeg credits om een goedkope auto aan te schaffen. Deze auto kunnen ze verbeteren door

extra punten te verdienen bij het winnen van een race. Het narratief komt voort uit de uitdaging voor

de speler in het verdienen van genoeg credits om snellere en betere auto’s te kunnen kopen. Het

Dynamic Weather System construeert eveneens narratieve immersie in GRAN TURISMO 5.

19

Conclusie

Op welke wijze veranderen technologische ontwikkelingen in dynamisch weer simulatie de gameplay

in race videogames?

Het medium videogames geniet een enorme populariteit. Het ultieme doel van moderne

gameontwikkeling is het creëren van een conditie waarin de speler de virtuele wereld en haar

objecten niet kan onderscheiden van de realiteit. Een manier om de virtuele wereld bekender te

maken en de speler de techniek achter te illusie te doen laten vergeten is het simuleren van

natuurlijk fenomenen in computergames. De makers van de GRAN TURISMO videogame serie trachten

het weer te simuleren en stellen dat het bijdraagt aan realisme en de uitdaging van race videogames.

Het weer is een enorm complex systeem. Het simuleren van dit natuurlijke fenomeen is een

uitdaging voor gameontwikkelaars en grafische designers. Voorheen bestonden er geen geschikte

algoritmes die de enorme hoeveelheid data konden verwerken om het weer te simuleren. Daarnaast

waren processors niet in staat om de enorme hoeveelheid data real-time te berekenen tot een

bewegend driedimensionaal beeld. In de videogames GRAN TURISMO, GRAN TURISMO 2, GRAN TURISMO 3:

A-SPEC, GRAN TURISMO 4, GRAN TURISMO PORTABLE wordt het weer enkel verbeeld als decoratie,

ambiance of sfeer in een virtuele omgeving en heeft geen effect op de gameplay. De uitdaging en de

acties die de speler moet ondernemen zijn het zo snel mogelijk rond het circuit besturen van een

auto. De implementatie van een Dynamic Weather System in GRAN TURISMO 5 verandert de gameplay.

Deze verandering berust technologische ontwikkelingen op het gebied van microprocessors die meer

data kunnen verwerken en nieuwe algoritmes die ervoor zorgen dat het renderen van de graphics

minder rekenkracht vergt. Het gevolg van deze technologische innovatie is een hoge mate van

grafisch detail in een high-definition resolutie die voorheen nog niet mogelijk was op een videogame

console. Het weer is niet enkel visueel gesimuleerd maar krijgt een “materialiteit” in de videogame

omdat het van invloed is op de gameplay. Het weer determineert het handelen van de speler daar hij

moet anticiperen op weersvoorspellingen die van invloed zijn op de uitdagingen en acties die de

speler onderneemt. Het weer bepaalt de besturing van de auto, de balans tussen het aantal auto’s en

de omgeving, het zichtveld van de bestuurder en de camerastandpunten.

Het Dynamic Weather System draagt bij aan een ruimtelijk realisme. Het construeert een

waarheidsgetrouwe virtuele driedimensionale ruimte waarbinnen spelers kunnen navigeren. Door

een gedetailleerde visuele weergave, natuurlijke interactie tussen de omgeving en andere objecten

en omdat het gebaseerd is op natuurkundige wetten construeert het Dynamic Weather System een

20

visueel, duaal en fysisch realisme. Realisme is een voorwaarde voor de ervaring van immersie; het

creëren van een nieuwe realiteit die ervoor zorgt dat de speler de werkelijke realiteit even vergeet

en ondergedompeld raakt in het medium. Weer simulatie lijkt eveneens bij te kunnen dragen aan de

strategische en narratieve immersie in race simulatie videogames. Het Dynamic Weather System

creëert een nieuwe mentale uitdaging waar de speler de uitkomst van een race kan bepalen door na

te denken over de juiste strategie. Als gevolg van een optimale strategie kan een speler meer races

winnen en credits verdienen waarmee hij snellere en betere auto’s kan kopen.

Echter, Het Dynamic Weather System kan de ervaring van tactische immersie verstoren

omdat de speler over moet schakelen naar een andere besturing. Tactische immersie wordt

verstoord door abrupte veranderingen in de gameplay. Vervolgonderzoek zou uit moeten wijzen hoe

spelers van race videogames hier tegenover gestemd zijn.

21

Bibliografie A. Rolings & E. Adams. Attempting to Define Gameplay. Berkeley: Peachpit, 04 07 2003.

Aarseth, Espen. „Playing Research: Methodological approaches to game analysis.” Game Approaches.

Melbourne: University of Bergen, 2003. 1-8.

Adams, Ernest. Fundamentals of Game Design. Berkeley: New Riders, 2010.

—. „Postmodernism and the Three Types of Immersion.” Gamasutra. 9 07 2004.

http://www.designersnotebook.com/Columns/063_Postmodernism/063_postmodernism.htm

(geopend 10 23, 2010).

Altizer, Roger. PlayStation 3 Reavealed before E3. 17 11 2006.

http://playstation.about.com/od/ps3/a/PS3SpecsDetails.htm (geopend 10 18, 2010).

Barton, Matt. How's the Weather: Simulation Weather in Virtual Environments. Vol. Volume 8. ST.

Clud, september 2004.

Blachford, Nicholas. Call Architecture Explained. Part 1: Inside The Cell. 2005.

http://www.blachford.info/computer/Cell/Cell1_v2.html (geopend 10 17, 2010).

Darley, Andrew. Visual Digital Culture: Surface Play and Spectacle in New Media Genres. London:

Routledge, 2000.

Dienst Onderzoek en Statistiek. Game-industrie in beeld. eindrapport, Amsterdam: Gemeente

Amsterdam, 2010, 5-20.

Engel, Wolfgang. Shaders. http://www.toymaker.info/Games/html/shaders.html (geopend 10 17,

2010).

Galloway, Alexander R. Social Realism in Gaming. New York, 11 2004.

Grogono, Miao Song & Peter. Application of Advanced Rendering and Animation Techniques for 3D

Games to Softbody Modeling and Animation. Montreal, 19 05 2009.

Herik, P. Spronck & J. van den. Game Artificial Intelligence that adaps the Human Player. 04 2004.

Howland, Geoff. The Focus of Gameplay. 2010.

http://www.gamedev.net/reference/design/features/focus/ (geopend 11 09, 2010).

J. Dorsey & P. Hanrahan. „Digital Materials and.” Scientific American, 2000: 64-71.

Jakub Grudzinski & Adrian Debowski. „Clouds and Atmospheric Simulation in Real-Time 3D Graphics.”

Clouds and Atmospheric Phenomena Simulation in Real-Time 3D Graphics. Gliwice: Springer-Verlag

Berlin Heidelberg, 2007. 117-127.

Joshua Schpok, Joseph Simons, David S. Ebert, Charles Hansen. A Real-Time Cloud Modeling,

Rendering, and Animation System. Utah, 2003.

Lister et Al., Martin. „The Characteristics of New Media: Some defining conceps.” In New Media: A

Critical Introduction, 34. London: Routledge, 2003.

22

Low, Gek Siong. The Trend Towards Realism. Standford, 2001.

Manovich, Lev. „Synthetic Realism and its Discontents.” Synthetic Realism.rtf - lev manovich. 1992.

http://www.google.nl/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBsQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ma

novich.net%2Fvis242_winter_2006%2FSynthetic_Realism.rtf&rct=j&q=manovich%20synthetic%20re

alism&ei=7j-rTNatLYuYOpD0qfQG&usg=AFQjCNFo03CA111ys6ea4VtAvhfVniGvlw&cad=rja (geopend

9 22, 2010).

Martin Lister, Jon Dovey, Seth Giddins, Iain Grand, Kieran Kelly. New Media: A Critical Introduction.

New York: Routledge, 2003.

McMullen, Samuel P. A study on Urgency, Agency and Realism & Their Effect on Video Game

Immersion. 2004.

Murray, Janet. From Game-Story to Cyberdrama. 05 01 2004.

Mustang-man. Gran Turismo Series Center. 13 08 2006. http://www.gtseriescenter.com/index.htm

(geopend 10 20, 2010).

Oxland, Kevin. Gameplay and design. Vol. chapter 1. Harlow: Addison-Wesley, 2004.

Polyphony Digital Inc. Gran Turismo Series Sorftware Title List. 06 2010.

http://www.polyphony.co.jp/english/list.html (geopend 10 20, 2010).

Raessens, Joost. Handbook of Computer Game Studies. Vol. Computer games as participatory media

culture. London: The MIT Press, 2005.

Raven, Diederik. Realisme en Waarheid. Assen: Van Gorcum, 1991.

Scott, Mark. History of Gran Turismo. 07 03 2008.

http://www.game.co.uk/lowdown.aspx?lid=8813&cm_sp=GranTurismo-_-topnav-_-historygt

(geopend 10 20, 2010).

Simon Egenfeldt-Nielson, Jonas Heide Smith & Susana Pajares Tosca. Video Game Aesthetics:

Understanding Video Games. New York: Routledge, 2008.

Svanaes, Dag. Understandig Interactivity. Trondheim: NTNU, 2000.

Valdes, Robert. How PlayStation 3 Works. 14 06 2005.

http://electronics.howstuffworks.com/playstation-three1.htm# (geopend 10 17, 2010).

Woyach, Steve. Immersion Through Video Games. 2004.

http://illumin.usc.edu/article.php?articleID=103&page=1 (geopend 10 08, 2010).