4 March 2021

9 mins de lecture

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Vers le "ray tracing audio" en temps réel grâce aux améliorations audio nouvelle génération de Snowdrop

Vous connaissez peut-être Ubisoft Massive grâce à The Division 2 et aux prochains jeux Star Wars et Avatar. Ce studio est également le créateur du moteur Snowdrop. Snowdrop est l'un des moteurs les plus polyvalents d'Ubisoft. Il a permis de créer des jeux tels que The Division 2, Mario + The Lapins Crétins Kingdom Battle, Starlink: Battle for Atlas et South Park : L'Annale du Destin, et il propulse les deux prochains projets d'Ubisoft Massive mentionnés plus haut.

Pour découvrir comment le moteur évolue et change avec les consoles nouvelle génération, nous avons discuté avec Robert Bantin, architecte audio de Snowdrop. Sa présentation "Le son de Snowdrop : nouvelles avancées techniques" à l'Ubisoft Developers Conference a dévoilé comment le son des jeux du futur pouvait évoluer.

Vous faites un travail passionnant sur le son du moteur Snowdrop, mais concrètement, qu'est-ce qu'un moteur de jeu ? Quels sont les avantages dans le fait d'avoir son propre moteur de jeu ?

RB : La meilleure façon de décrire un bon moteur de jeu serait de le comparer à un ensemble de pièces de Lego. Les pièces de Lego sont faites pour s'encastrer parfaitement les unes dans les autres. Donnez à quelqu'un un ensemble de pièces de Lego, et il pourra les assembler de diverses façons. Avec votre propre moteur, vous pouvez donner aux développeurs ces pièces de Lego pour qu'ils construisent vos jeux, mais ils peuvent aussi développer leurs propres pièces de Lego qui seront ensuite accessibles à tous les utilisateurs de Snowdrop.

Parfois, les moteurs maison ne servent qu'à créer un jeu spécifique, et il ne reste ensuite qu'une version personnalisable du jeu en question. Snowdrop a vraiment été construit en prenant à revers cette tendance, car il est versatile. Les joueurs ne pourraient jamais deviner que The Division 2, The Settlers, Starlink: Battle for Atlas ou Mario + The Lapins Crétins Kingdom Battle ont le même moteur de jeu. Les graphismes d'un jeu peuvent être facilement modifiés grâce aux assets. Mais les déplacements, les combats et la navigation peuvent être des éléments sous-jacents qui appartiennent au moteur, et qu'il est possible de transférer d'un jeu à l'autre. On évite ainsi de devoir tout recréer à chaque fois, ce qui serait une perte de ressources.

Comment les consoles nouvelle génération ont-elles changé la production et le traitement audio de Snowdrop ?

RB : Les ingénieurs doivent toujours travailler avec des contraintes budgétaires. Quelle puissance de traitement pouvons-nous utiliser ? Quelle est la capacité de mémoire disponible ? Tous ces paramètres ont augmenté, ce qui nous permet d'en faire plus. Mais le plus grand changement vient sans doute du disque SSD de la PlayStation 5 et des consoles Xbox Series X et Series  S. Pour l'ancienne génération de consoles, lorsque vous entriez dans une nouvelle zone, il fallait charger les assets de façon préventive dans la mémoire. Ce chargement permettait en partie d'intégrer les signaux et effets sonores dans la mémoire système pour y accéder rapidement. Il s'agissait là de sons à jouer immédiatement, comme des impacts ou des tirs. Les seules choses que nous pouvions diffuser sans risque à partir du disque étaient les sons à faible latence, tels que les morceaux de musique ou les sons d'ambiance.

Grâce au SSD des nouvelles consoles, on se rend compte que ce n'est plus nécessaire de tout charger dans la mémoire système, puisque les disques sont bien plus rapides. Par conséquent, vous pouvez diffuser de nombreux sons à partir du SSD selon vos besoins. Bien sûr, certains sons utilisés constamment, comme les bruits de tir ou de pas, doivent être chargés en entier dans la mémoire système, car ils apparaissent fréquemment. Mais il ne sera pas nécessaire de charger complètement tous les autres sons.

C'est un peu comme Netflix : au lieu de télécharger un film en entier avant de le visionner, vous pouvez le regarder directement, et seule une petite portion utilise de la mémoire. Dans notre cas, la principale différence est que nos ressources sonores sont des composants du champ sonore, et que nous n'avons plus besoin de les charger complètement.

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D'habitude, le "ray tracing" évoque la façon dont la lumière est réfléchie et réfractée sur les surfaces d'un jeu. Mais dans votre profession, j'ai déjà entendu parler du terme "ray-tracing audio". Qu'est-ce que cela signifie exactement ? Comment cela affecte-t-il l'expérience de jeu ?

RB : Par le passé, nous avons utilisé le ray tracing pour reproduire de vraies réverbérations dans les espaces intérieurs. Il y en a des milliers dans The Division 2. Je pense que nous en avons ajouté autour de 2 200, avec une possible augmentation à 5 000 en fonction des besoins. Le ray tracing acoustique n'était pas un processus en temps réel, et était réalisé depuis l'outil de développement principal de Snowdrop. Nous l'inscrivions ensuite dans les données de jeu envoyées aux joueurs. Les pièces contenaient donc des données d'impulsion de la réverbération, et l'unique élément en temps réel était notre moteur de réverbération sur mesure. Il appliquait les réverbérations locales et environnantes aux sons non réverbérants joués dans ces pièces.

Nous avons récemment obtenu l'accès aux données de ray tracing en temps réel, générées par le processeur graphique de ces nouvelles cartes. La réverbération n'est pas très fidèle, contrairement au test d'obstruction sonore ou à la propagation fenêtre/porte. Et c'est presque gratuit, puisque les informations souhaitées ont déjà été traitées par le moteur de rendu graphique. Cela signifie que nous pouvons travailler sans éprouver le processeur.

Ensuite, nous avons la technologie audio de Snowdrop, le système "Slapback". Il fonctionne actuellement grâce aux ray casts du processeur qui vont "tracer" les endroits où le son du jeu peut voyager et se réfléchir. Cela crée des sons qui se répercutent contre l'environnement, afin qu'une même action ait un son totalement différent selon l'endroit où se trouve le joueur.

Mais ce n'est pas uniquement pour la "valeur de production". Nous avons de bonnes raisons de vouloir que nos lieux visuels uniques deviennent des lieux acoustiques uniques.

Nous analysons beaucoup de films ces derniers temps. Imaginons que nos héros veulent plonger dans un gouffre. Les scènes sont souvent tournées de façon peu immersive, mais on comprend que la chute est très profonde grâce à l'écho dans la voix des personnages. Dans ce cas précis, ce son informe le spectateur sur l'environnement, pour lui indiquer la dangerosité de la situation. On peut facilement imaginer cela dans un hangar ouvert ou même une jungle luxuriante.

Cependant, dans un jeu, c'est le joueur qui gère la caméra. Nous devons donc faire des efforts supplémentaires pour que le visuel corresponde au son. Si ces deux éléments sont déconnectés, votre cerveau rejettera l'information et vous ne prêterez plus attention à l'élément le plus faible. À partir de ce moment-là, le son ne permet plus de suggérer les images.

Les joueurs auront-ils besoin d'un son surround ou d'un casque pour en profiter ?

RB : Le son sera meilleur avec un bon casque ou même un système de son surround, mais tant que vous n'utilisez pas les haut-parleurs de votre écran d'ordinateur, vous pourrez profiter de l'expérience sonore jusqu'à un certain degré. Dernièrement, le son 3D pour casque (HRTF) nous a beaucoup aidés, et Microsoft et Sony le proposent désormais prêt à l'emploi. Cela offre au joueur un son 3D très immersif à moindre coût. Quant à nous, cette technologie s'accorde parfaitement avec notre travail.

Quel était l'objectif de votre présentation à l'UDC ?

RB : Maintenant que plusieurs équipes d'Ubisoft utilisent Snowdrop, il est important de partager nos connaissances en interne et de montrer nos améliorations constantes aux autres équipes audio. Ainsi, elles pourront utiliser les nouvelles fonctionnalités dans leurs propres jeux. C'est le but de l'UDC !

Qu'attendez-vous avec le plus d'impatience dans la conception sonore du futur ?

RB : Si vous observez la conception des nouvelles consoles, vous verrez qu'elles possèdent toutes un meilleur système audio.

La Xbox Series X s'inscrit dans la continuité de la Xbox One et de son API de son spatial Microsoft (avec Dolby Atmos intégré), mais cette fois avec une puissance décuplée. La technologie audio des consoles Xbox Series X et Series S fonctionne de la même façon sur Windows 10, pour un plus grand rayon d'action et peu d'effort.

Pour la PlayStation 5, Sony a pratiquement reproduit notre système de traitement audio utilisé sur The Division 2, mais cette fois avec une puce nommée Tempest Engine. Nous allons donc sûrement transférer notre traitement audio depuis le processeur vers ce système. Et cela libérera évidemment le processeur pour d'autres choses. Au début, j'ai remarqué que Tempest ne gérait pas une partie du traitement : le raycasting. Ça m'a laissé perplexe. Mais lorsque j'ai vu que les données de ray tracing étaient disponibles, j'ai tout de suite compris. Sony ne vous force pas à utiliser les données de ray tracing. Il est toujours possible d'utiliser les ray casts personnalisés du processeur, et tous les développeurs peuvent maintenant choisir leur approche au cas par cas.

Toutes les plateformes nouvelle génération ont davantage d'options audio et nous devons en tirer profit. J'en rêve chaque nuit.

Pour en savoir plus sur l'UDC, rendez-vous sur notre page Au cœur d'Ubisoft et consultez notre page Carrière pour découvrir les offres d'emploi chez Ubisoft.

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