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Digital Foundry vs. Project Morpheus

Estudiamos el hardware y posibilidades de la respuesta de Sony al Oculus Rift.

Ha costado, pero Sony finalmente ha desvelado su apuesta en el gran sueño de la realidad virtual. Siguiendo de cerca al Oculus Rift, Project Morpheus puede entenderse como la validación de la VR y como el primer intento serio de llevarla a una consola doméstica desde el fallido proyecto de Sega en 1993. En teoría PlayStation 4 es el hogar perfecto para la realidad virtual, también: Sony tiene la consola con la GPU más potente, un mando 3D en el PlayStation Move y unos cuantos desarrolladores con experiencia directa creando juegos con 3D estereoscópico. No sólo eso; también tienen un equipo de i+d de considerable talento.

Pero aunque el acceso mainstream y el ecosistema no tiene rival, ¿hasta qué punto puede Sony igualar la tecnología puntera que ofrece el Oculus Rift? Las ventajas del PC a la hora de innovar en experiencias jugables son numerosas: al ser una plataforma totalmente abierta cualquiera puede comprar el kit y experimentar, desde desarrolladores indie a hackers, pasando por grandes estudios. Además, tanto el propio hardware VR como la tecnología de renderizado se puede adaptar y evolucionar más rápido. Ya se ha hablado de pantallas VR de 4K, e incluso eso podría no ser suficiente para tener una inmersión óptima. Al trabajar con una arquitectura fija con limitadas posibilidades para ampliaciones, Sony tiene que conseguir que Morpheus funcione bien al primer intento.

Vemos la realidad virtual en consolas como un gran reto para Sony en dos frentes, hardware y software. En el primero, lo que está claro es que Sony ha hecho todo bien basándose en las herramientas y tecnologías disponibles actualmente. En la mayoría de aspectos el prototipo VR de Sony es muy, muy similar en especificaciones a la segunda generación del kit de desarrollo de Oculus Rift. La resolución de pantalla es la misma, la frecuencia del sensor también y se integra un sistema similar para utilizar una cámara externa para comprobar la posición del movimiento. Sólo hay dos áreas donde Sony debe mejorar: la pantalla LCD 1080p es inferior a la OLED del Rift de segunda generación, y existe cierta confusión acerca de cómo aguanta el tipo el ángulo de visión de 90 grados frente a los 110 de ambas iteraciones del Oculus Rift.

El reportaje de The Verge sugiere que el efecto de inmersión de Morpheus no es tan impresionante como el de Oculus, pero como explicaba Anton Mikhailov, de Sony, a Eurogamer durante una entrevista, no hay un estándar en especificaciones VR, así que quizás la comparación términos de campo de visión no es tan directa como parece.

El prototipo de casco de Project Morpheus que usarán los creadores de videojuegos para preparar sus experiencias VR para consola. Aunque es más amigable en cuanto a aspecto que la segunda generación del kit de desarrollo de Oculus Rift, tiene una clara desventaja a nivel de pantalla. Sony nos ha dicho que está estudiando una configuración similar con OLED para la versión final que llegará a las tiendas.

"Es la diferencia diagonal u horizontal? Ahí está la clave - diagonal es básicamente 1,4 veces la horizontal. El nuestro es 90 grados horizontal. Si haces el cálculo la diagonal está sobre los 100, más o menos - es difícil hacer la operación porque las ópticas que usamos no son estándar, así que no puedo darte una respuesta exacta. Pero desde luego está bastante por encima de 90", nos decía Mikhailov.

"Como estamos en el salvaje oeste de la VR, no tenemos una forma estándar de medir las cosas. Cuando compras una tele de 46 pulgadas sabes que se refieren a la diagonal, no a la horizontal. Si quisiésemos comparar especificaciones deberíamos tener una especificación muy clara preparada. Y las ópticas son mucho más complejas que eso. Ya sabes, con estos cascos es un poco raro porque el ratio de aspecto puede incluso no ser 16:9. Lo que realmente quieres es el campo de visión vertical y el campo de visión horizontal. La diagonal puede ser un poco confusa. Es complicado y los números varían mucho: básicamente podemos dar números entre 90 y 120, dependiendo de cómo quieras darlos".

Lo que es esperanzador es que el diseño del prototipo de Sony ha mejorado mucho respecto a sus visores personales existentes, y al enfrentarse a los mismos problemas que Oculus han ideado una solución que es, en términos generales, extremadamente parecida a la del dev kit de segunda generación de Rift. Hay algunos extras adicionales: a diferencia del kit para PC, el audio viene de serie con un innovador sistema de sonido surround virtual, algo que Oculus de momento deja a merced de los usuarios de PC.

Aunque las especificaciones todavía pueden sufrir cambios, es muy probable que la resolución de 960x1080 por ojo se mantenga en la versión final, y basándonos en nuestra experiencia con el Oculus Rift vale la pena entender qué significa esto en realidad. En un juego normal, toda la pantalla ocupa la mayor parte de tu zona de enfoque, pero en la realidad virtual la resolución debe hacer mucho más: se alarga para cubrir todo tu campo de visión, incluyendo la visión periférica. Así que, para que nos entendamos, se destinan muchos menos pixeles en las zonas donde realmente están enfocando tus ojos.

A continuación podéis ver cómo distorsiona la imagen el Oculus Rift original. Teemos una resolución de 640x800 en cada ojo, pero la zona visible principal es realmente mucho menor.

"La resolución en VR debe ponerse en perspectiva, de forma literal. Buena parte del espacio de pantalla se destina a inmersión, con lo cual la imagen puede tener muy baja resolución en el lugar al que enfocan los ojos."

El dev kit original de Oculus Rift mostraba 640x800 por ojo, pero el efecto de distorsión para acomodar la inmersión consume buena parte de la resolución (izquierda), dejando una cantidad de pixeles relativamente pequeña para el área donde tiene lugar la acción (la parte rodeada en rojo a la derecha).

Basándonos en esta forma de presentar el material VR - probablemente muy similar en Morpheus, pero que depende en cierto modo de la configuración - tan sólo el 30% de los 960x1080 por ojo se destina al área de la pantalla en la que se centra más el ojo. Incluso en un producto final la resolución podría ser un problemas y las expectativas deberían moderarse en cuanto a cómo se trasladará esto a la experiencia jugable real.

A nivel de software la situación es también compleja. En su presentación Sony identificó seis retos clave a la hora de proporcionar una experiencia VR puntera: vista, sonido, tracking, control, facilidad de uso y contenido. Sin embargo, a nivel puramente tecnológico, nos vamos a centrar en unas pocas de nuestra poca cosecha: renderizado estereoscópico, calidad de imagen y rendimiento.

Para empezar la realidad virtual requiere renderizado estereoscópico, una carga adicional para el sistema que produce significativas caídas de frame-rate y reducción de resolución en PS3. Las cosas serán diferentes en PS4: no se necesita fill-rate adicional porque Morpheus sigue teniendo el renderizado equivalente a 1080p nativo (en PS3 doblaba los 720p nativos). Sin embargo, el procesado de la geometría sí es un problema: para producir una imagen estereoscópica real la vista debe generarse desde dos ángulos diferentes, lo cual produce un nivel de carga adicional que sigue siendo desconocido. Lo que sí sabemos es que la arquitectura Pitcairn en que se basa la GPU de PS4 tiene un formidable procesador de geometría, y el único juego de PS4 que soporta 3D estereoscópico - Trine 2, de Frozenbyte - funciona internamente a 1080p y 120FPS con apenas algunas concesiones respecto a la versión 2D.

Sin embargo el problema real al que se enfrentarán los desarrolladores es la calidad de imagen. Hay una enorme diferencia entre mostrar los juegos en el salón o el escritorio comparada con la experiencia VR, donde la pantalla está literalmente a unos pocos centímetros de tus ojos. Hemos visto muchas técnicas de renderizado que se ven genial desde lejos, pero que no funcionan tan bien desde muy cerca. Pensad en el anti-aliasing, por ejemplo: VR depende de altos niveles de AA multi-sampling para eliminar los jaggies, pero el problema es que esto ya no se usa en consolas, con los desarrolladores optando por destinar los recursos de la GPU y el ancho de banda en otras tareas.

"Al trabajar con una arquitectura fija Sony carece de la agilidad de la competencia en PC del Oculus, teniendo que conseguir que Morpheus funcione bien al primer intento."

En vez de eso vemos equivalentes por post-proceso como FXAA, los cuales funcionan bien en un escenario estándar pero son mucho menos efectivos al verse de cerca. Incluso el AA por post-proceso más avanzado - como el maravilloso SMAA T2X de inFamous: Second Son - no aguantaría el tipo al verse de forma tan cercana, ni siquiera teniendo en cuenta que la pantalla es mucho más pequeña. Resumiendo: si los artefactos son visibles en un escenario de juego estándar, el efecto se amplificará notablemente en una pantalla VR. Lo interesante es lo poco del frame-buffer que realmente está enfocado por el ojo, así que nos preguntamos qué potencia de renderizado debería destinarse a las áreas de la pantalla que quedan relegadas a la visión periférica. Los pioneros en VR que trabajan con la plataforma de Sony pueden optimizarlo a nivel granular, sabiendo que lo que ven ahí será idéntico a la experiencia que tendrán en casa.

Desde luego, crear una experiencia VR viable no es una tarea sencilla. Los intentos de simplemente añadir compatibilidad a juegos existentes con el Oculus Rift a menudo resultan ofrecer un efecto prometedor (Mirror's Edge, por ejemplo) pero lejos de ser viable para jugar de verdad. Cuando pensamos en la VR de PlayStation inmediatamente queremos los mejores juegos, lo más punteros, operando con modos 2D y VR - queremos comprar el próximo Killzone sabiendo que se jugará bien en el salón y con un casco VR. Para que ese sueño se haga realidad los desarrolladores tendrán que diseñar partes significativas del juego dos veces, para asegurar la mejor experiencia posible en ambos modos. Aparte del diseño del juego, el control de calidad también deberá realizarse dos veces, y las optimizaciones de rendimiento se elevan a un nivel totalmente diferente.

Todo esto nos lleva al tema del frame-rate. Al igual que con la calidad de imagen, los requisitos para una buena VR van más allá de los 30FPS estándar de un juego de consola. Una baja latencia y un alto frame-rate son obligatorios en este tipo de experiencia, algo difícil de conseguir cuando en las consolas los 30FPS siguen siendo lo habitual. Nuestro redactor en la GDC, Martin Robinson, preguntó a Sony cómo podemos esperar ver un juego a 30FPS funcionando a 60FPS con VR, y parece que esperan que los efectos de post-proceso más costosos - como profundidad de campo, por ejemplo - se reduzcan o eliminen por completo.

"Renderizar una imagen 3D stereo no será fácil, incluso para el potente hardware gráfico de PS4, pero la configuración VR escogida por Sony no es tan exigente como el 3D de PlayStation 3."

Cover image for YouTube videoTrine 2 PS4: 2D vs. Stereo 3D Frame-Rate Tests
Trine 2 es el único ejemplo de lo bien que puede manejar PS4 las imágenes con 3D estereoscópico. Con tan sólo algunas pequeñas concesiones, vemos que el efecto 3D iguala la jugabilidad 2D sin problemas. De hecho el logro es incluso más destacable si tienes en cuenta que el juego funciona internamente a 1080p y 120FPS.

La verdad es que muchos de estos efectos no serían necesarios en un escenario VR - el ojo reenfocaría de forma natural y proporcionaría su propia profundidad de campo, por ejemplo, mientras que el motion blur es mucho menos necesario en estereoscopia, especialmente si el juego funciona a 60FPS. En otros casos la concesión sería simple: reducir la calidad de imagen compensaría la enorme inmersión que ofrece la VR. Sin embargo seguimos pensando que reducir los efectos sea suficiente para la mayoría de juegos. Esto no hace nada para solventar la situación en un título intensivo a nivel de CPU - tan sólo reducir la complejidad de la simulación puede hacerlo en este caso, y no estamos seguros de que sea una concesión viable para muchos desarrolladores.

Desde luego, una experiencia VR a 30FPS sería bastante pobre basándonos en nuestras pruebas con el Oculus Rift. Incluso a 60Hz hay informaciones provenientes de la GDC que hablan de un obvio motion blur. Pasar de un panel LCD a uno OLED ayudará (y esto es lo que planea Sony), pero no tanto si el juego funciona a un frame-rate bajo. A eso se suma que la consistencia a nivel de rendimiento en los juegos es una excepción más que una norma. Los frame-rates variables matan la experiencia VR, la cual requiere una composición de imagen y un refresco mucho más estable para mantenerte inmerso en la experiencia.

Resumiendo, el potencial de Project Morpheus es espectacular, pero los retos a los que se enfrentan los desarrolladores son sustanciales, y la propia Sony reconoce que los frame-rates más elevados y la menor latencia posible son dos elementos clave detrás de un buen juego VR. Ambas exigencias, desgraciadamente, no son precisamente habituales en los actuales triple A típicos de consola.

Todo esto nos lleva a la curiosa diferencia entre los enfoques de Project Morpheus y del Oculus Rift en PC. La compañía de Palmer Luckey lo apuesta todo al imparable avance de la tecnología en combinación con la elección de los propios usuarios para conseguir el mejor nivel de rendimiento VR. Morpheus, en cambio, se sustenta en una plataforma más modesta aunque fija, en la que los desarrolladores tienen un control total sobre lo que ves y cómo funciona. Es demasiado pronto para saber cómo será el resultado final de Morpheus, pero lo que queda claro tras la presentación de Sony es que la compañía japonesa realmente no ha avanzado con su trabajo mucho más que Oculus. Aparte de no saber cómo será el hardware final, tampoco se vio ningún ejemplo real de software first-party; los dos juegos mostrados en la GDC - Eve: Valkyrie y Thief - funcionan ambos en PC.

Todavía estamos dando los primeros pasos, pero es emocionante. Para cuando Morpheus llegue a las tiendas es razonable pensar que PS4 ya habrá vendido decenas de millones de unidades, con un alcance de mercado que sólo puede beneficiar al juego VR, sea en ordenador o en consola. Aunque Oculus tiene la ventaja de ser una plataforma abierta a todo el mundo, Sony tiene una clara ventaja a nivel de ecosistema, con un soberbio control en el a menudo ignorado PlayStation Move. Conseguir que todo funcione a la perfección será complicado, pero la introducción de Project Morpheus en la GDC ha sido, sin duda, un buen comienzo.

Traducción por Josep Maria Sempere.

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Richard Leadbetter

Editor de Digital Foundry

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