Какие технологии использовались Microsoft при создании Flight Simulator
В августе прошлого года Microsoft выпустила новейшую версию своей игры Flight Simulator, продолжив таким образом 38-летнюю историю франшизы. Новый Flight Simulator 2020, от Asobo Studio/Xbox Game Studios удивил игроков новым уровнем реализма как окружающей среды, так и самих самолётов, которые поражают воображение даже реальных пилотов. Специально для мартовского выпуска журнала Смитсоновского института США – Air & Space, журналисты решили провести собственное расследование, как в Microsoft смогли сделать Flight Simulator таким реальным?
Одна из величайших радостей авиации – смотреть на землю с высоты птичьего полёта. Microsoft Flight Simulator даёт вам непросто ощущение полёта в ограниченном воздушном пространстве, а доступ сразу ко всей поверхности планеты, от северного до южного полюса в высоком разрешении. Солнце и звёзды над вашей головой будут светить как в реальности, учитывая фазу луны и ваше местоположение. Система даже воспроизводит эффекты атмосферной рефракции на восходе или закате, искажения вызванные выхлопом двигателя и другие оптические эффекты, которые раньше могли видеть лишь пилоты самолётов. Вид кабин самолётов изнутри на все 100% точный и функциональный, вплоть до положения каждого конкретного тумблера, а всё происходящее в игре моделируется в режиме реального времени.
Самолёты
Разработка Microsoft Flight Simulator была поручена компании Asobo Studio, расположенной во Франции в Бордо. Чтобы совершить технологическое чудо, им потребовалось объединить усилия специализированных организаций по всему миру, включая спутниковые снимки, метеоданные и многое другое. Но ещё одной из причин того, почему им удалось достичь такого уровня правдоподобности, было их кропотливое исследование настоящих самолётов.
Программисты Asobo сканировали настоящие воздушные суда внутри и снаружи, используя 3D-сканер Artec Leo. Его способность позволяет захватывать черты объекта до полумиллиметра. Таким образом, геймеры видят высокодетализированные изображения кокпита и фюзеляжа самолётов, вплоть до потёртостей и вмятин на рычагах. Asobo также записали полный спектр звуков от внешних и внутренних источников, которые могут слышать пилоты в кабине, включая эхо, вызванное дождём или снегом. Команда тщательно изучила аэродинамику каждого самолёта, смоделировав взаимодействие воздуха с 1306 поверхностями самолёта, и воссоздала полноценную физическую модель управления полётом.
Все (виртуальные) самолёты были проверены профессиональными пилотами и пилотами-испытателями из компаний производителей самолётов, чтобы убедиться в том, что все суда управляются точно так, как должны.
Себастьян Влох, генеральный директор Asobo Studio
Другими словами, когда пилоты ведут на взлёт A320 в Microsoft Flight Simulator, они получат точно такой же отклик машины и обратную связь, как когда они управляют настоящим самолётом.
Моделирование мира
Точно так же, как разработчики из Asobo сканировали отдельные самолёты, они воспользовались спутниковыми снимками высокого разрешения, аэрофотосъёмкой и фотограмметрией от Bing Maps, чтобы воссоздать земной шар. Размер набранных данных уже достиг трёх петабайт (!) и продолжает постоянно расти и обновляться, за счёт продолжающейся работы и выпуском обновлений для мира. Но здесь команда столкнулась не только с проблемой физической переработки такого объёма информации, но и с тем, что часть снимков сделаны строго вертикально, а другие с разным наклоном по отношению к поверхности. Чтобы корректно преобразовать накопленный массив снимков в трёхмерные объекты и обеспечить визуальную непрерывность поверхности, команда Flight Simulator решила обратиться к австрийской компании Blackshark.ai, которые разработали собственные алгоритмы машинного обучения на базе служб облачных вычислений Microsoft Azure.
В конечном итоге алгоритмы Blackshark научились визуализировать все особенности поверхности планеты, включая 1,5 триллиона деревьев, удалять тени от облаков с аэрофотоснимков, когда это необходимо и сохранять реалистичную цветопередачу при искажениях при наклонных снимках. Результатом этой работы является виртуальная модель Земли с точностью до одного метра. Причём наиболее густонаселённые районы, почти 500 тысяч квадратных километров, визуализированы с ещё более мелким с разрешением от 7,5 до 25 см. А наиболее крупные и известные города мира (в сумме около 100 тысяч квадратных километров) воссозданы настолько подробно, что можно буквально пройтись по улицам.
Погода
У нас есть реалистичный самолёт и ландшафт, но что насчёт погоды? Швейцарской компании Meteoblue было поручено разработать графическую модель погодных условий для Microsoft Flight Simulator. С этой целью они представили атмосферу всей Земли от нулевого уровня до стратосферы в виде 250 миллионов пространственных отсеков. Интегрированные в эти блоки системы Meteoblue обрабатывают огромные объёмы данных о погоде с наземных станций и спутников: температуру, скорость ветра, влажность, давление воздуха, дождь, снег – в общем, всё то, что определяет погоду в реальном времени. Затем, на основе этих параметров, они воссоздают конкретный участок неба вместе со всевозможными погодными явлениями и осадками. В систему алгоритмов даже заложено взаимодействие с поверхностью самолётом, вроде обледенения или полос от дождя.
Для обработки движения воздушного потока разработчики положились на компанию FlightAware, для потоковой передачи данных о движении самолётов в реальном времени. В итоге, то, что видят и испытывают игроки Microsoft Flight Simulator, происходит на самом деле: от краски на крыле авиалайнера внешнего вида кабины и расположения приборов, до отблесков грозы на закате благодаря облачным технологиям Microsoft и работе партнёров.
Несмотря на нишевый статус и всю сложность игрового процесса, Microsoft Flight Simulator привлёк внимание более двух миллионов игроков, всего за нескольких недель после релиза. Летом этого года к ним присоединятся игроки на консолях нового поколения Xbox Series S и Xbox Series X, которые также смогут получить игру по подписке Xbox Game Pass и Xbox Game Pass Ultimate сразу в день выхода консольной версии.
Следите за скидками и новостями Xbox через наш Телеграм канал и группу Вконтакте