Digital Foundry о эмуляции PS2 на PS4

В продажу поступил новый комплект PS4 Star Wars, в который вошли четыре "классических" тайтла: Super Star Wars, Star Wars: Jedi Starfighter, Star Wars: Racer Revenge и Star Wars: Bounty Hunter. Все четыре игры доступны в электронном виде через PSN код, в отличие от основной игры на физическом носителе, которая включена в комплект. Вы можете заметить, что три тайтла из этих четырех являются играми для PlayStation 2, и после того, как мы их скачали, стало ясно, что запускаются они при помощи эмуляции.

Почему мы так в этом уверены? Ну во-первых, появляется системное сообщение, которое предупреждает нас о том, что кнопки select и start назначены на левую и правую части trackpad'а Dual Shock 4. Сторонние разработчики не могут получать доступ к операционной системе консоли на таком уровне. Во-вторых, так же как и при эмуляции PlayStation 2 на PS3, стала доступна специальная система по управлению картами памяти PlayStation 2. В-третьих, при загрузке каждой игры на экране появляется старое доброе лого PlayStation 2 во всем своем душевно растянутом великолепии. Ну и наконец, вся внутриигровая раскладка для управления отображается для джойпада PlayStation 2 без каких-либо изменений, что исключает возможность ремастера.

Растяжение? Не совсем то слово, которое хочется услышать, особенно учитывая то, что в визуальном плане время не щадит старые игры. Это конечно разочаровывает, так как изначально Sony утверждала, что эмуляция будет очень качественной. Тут есть новости как хорошие, так и плохие. Весь 2D контент в каждой игре подвергается растяжению, с этим и впрямь ничего не поделаешь, и выглядит это иногда довольно скверно. Однако, все элементы 3D графики претерпевают существенные улучшения и действительно получают большее разрешение.

^ Обзор эмуляции PlayStation 2 на PS4. Эмулятор выглядит очень впечатляюще, жаль только, что для тестирования доступны лишь эти посредственные игры.

Оригинальные проекты на PlayStation 2 работают в различном диапазоне разрешений, однако наиболее частыми были 512x448 и 640x448 (God of War 2 даже предоставлял выбор между двумя этими вариантами). Мы еще только начинаем проводить различные анализы, но судя по первым впечатлениям, эмулятор устанавливает родное разрешение в 1292x896. Сверху и снизу экрана добавляются черные полосы, для достижения широкоформатного изображения, а затем вся картинка растягивается до 1080p. По сути мы наблюдаем 4-хкратное увеличение количества пикселей, - возможно больше, - зависит от игры. Похоже, что и качество фильтрации текстур также улучшено, хотя при более близком рассмотрении, думается, что общее качество картинки повышается только за счет разрешения.

^ Мы думали, что эмулятор также улучшает качество фильтрации текстур, но на данном скриншоте из Racer Revenge хорошо видно, что и там и там качество одинаковое. Изображение на PS4 выглядит гораздо лучше "только" за счет увеличенного количества пикселей.

Общие впечатления от эмуляции вполне положительные. Мало что можно сделать программной обработкой для увеличения качества 2D ассетов, но улучшения, касающиеся 3D контента, выглядят очень обнадеживающе. Вдобавок ко всему, похоже, что при эмуляции применяется некий эффект постобработки, имитирующий сглаживание, - границы объектов на удивление плавные, а мерцание сведено к минимуму. Двигаясь дальше, мы приходим к вопросу о производительности. Мы получили значительные улучшения в качестве картинки, но как это отражается непосредственно на производительности? Соответствует ли она оригинальной, и смеем ли мы надеяться, что она даже лучше? Сказать по правде, мы уже давно не тестировали проекты для PlayStation 2, поэтому извлечь для сравнения качественный 480p контент с оригинальных игр очень непросто, даже при наличии у нас PS3 с обратной совместимостью.

Располагая тремя довольно-таки посредственными PlayStation 2 тайтлами для тестирования, стоит сказать, что мы, конечно, не сможем прийти к определенному суммарному заключению. Тем не менее, поле для исследования тут вполне себе подходящее, ведь все три игры работают при разблокированном фрейм-рейте, а во время игрового процесса производительность на оригинальном железе очень сильно варьируется. При обеспечении достаточной мощи вычислительных ресурсов, все три игры по идее должны работать при стабильных 60 кадрах в секунду. PS4 немного не дотягивает до этой планки, но по большому счету, показывает очень близкие к этому результаты, отчего ощущения от игрового процесса просто преображаются.

^ Это скриншоты из Star Wars: Bounty Hunter, эмулируемого и оригинального. Здесь можно оценить дополнительные детали на персонажах, а также в общем увеличенное разрешение.

Две из трех рассматриваемых игр, а именно Jedi Starfighter и Bounty Hunter, функционируют с включеннной вертикальной синхронизацией и двойной буферизацией. Вкратце, это означает то, что пока один кадр выводится на экран из первого буфера, другой кадр рендерится внутри второго буфера, чтобы при следующем обновлении экрана можно было начать выводить готовое изображение из второго буфера и рендерить следующий кадр в первом (либо копировать готовое изображение в первый буфер и снова начать рендер во втором, что по сути одно и то же). В идеале такая реализация обеспечивает плавные и стабильные 60 кадров в секунду. Вот только в действительности, обе эти игры очень часто рендерят кадр за большее время, чем определено их бюджетом (при 60 кадрах, это 16.7 миллисекунд), в результате чего кадр не успевает рендериться к следующему обновлению экрана, что приводит к внезапному понижению фрейм-рейта до 30 кадров в секунду или и того меньше. В итоге мы наблюдаем пренеприятнейшее дрожание, так как производительность скачет между двумя разными значениями частоты кадров, а также испытываем резкую разницу в ощущениях от отзывчивости управления.

^ Детализированный анализ производительности трех игр из серии Star Wars для PlayStation 2, запущенных с помощью программной эмуляции на PS4.

В наше время игры практически никогда не ведут себя подобным образом. Во-первых, производительность обычно ограничивается 30 кадрами в секунду, во-вторых, для того, чтобы предотвратить негативные последствия запоздалого рендеринга кадра, используются различные технологии типа адаптивной вертикальной синхронизации или тройной буферизации. Однако, в данном случае не совсем оптимизированная производительность тестируемых проектов как раз позволяет нам убедиться в том, что эмулятор PlayStation 2 на PS4 может справиться с проблемами подобного плана. На протяжении всего отрезка времени при тестировании частота кадров практически всегда держалась на уровне 60fps; правда мы также отметили, что наличие "тяжелых" графических эффектов, таких как например эффекты с прозрачностью, может некоторым образом повлиять на фрейм-рейт. Мы определенно наблюдаем значительный прирост производительности, однако яма вычислительных ресурсов оказывается не совсем бездонной.

^ Jedi Starfighter выглядит гораздо лучше под эмуляцией. Чего здесь не увидишь, так это того, что игра в данный момент на эмуляторе еще и идет при 60 кадрах в секунду, в то время как на PS2 производительность просела до 30fps.

Какими бы любопытными ни были результаты тестрирования Jedi Starfighter и Bounty Hunter, это еще не вся история. Подобная реализация вертикальной синхронизации с двойной буферизацией зачастую является причиной простоя GPU, что ограничивает эффективность использования железа PlayStation 2, а также возможно, преувеличивает реальные результаты производительности эмуляции на PS4 при тестировании. Вот почему третий проект в нашем комплекте, а именно Racer Revenge, сможет наилучшим образом прояснить ситуацию.

В процессе создания этой игры для PlayStation 2, разработчики из LucasArts решили провести оптимизацию, с целью достижения более плавной частоты кадров и отзывчивости в управлении, в результате чего было решено использовать адаптивную вертикальную синхронизацию. Суть этой технологии в том, что если движок не успевает рендерить следующий кадр за время обновления экрана, то вертикальная синхронизация игнорируется и как только рендер кадра закончится, изображение тут же выводится прямо в процессе текущего обновления экрана. Таким образом достигается более плавная производительность, однако ценой того, что в итоге мы наблюдаем рассинхронизированные кадры (tearing). Для гоночной игры подход с использованием адаптивной синхронизации несомненно является верным решением, однако помимо этого, данная реализация еще и способствовала получению дополнительных результатов в нашем тестировании. Если частота кадров падает ниже заявленной, то движок не пытается синхронизироваться с частотой обновления экрана, в результате чего не возникает простоев GPU и производительность зависит только от предоставляемой вычислительной мощи. Это создает идеальную возможность для проверки того, насколько же все-таки эмулятор на PS4 работает быстрее.

Ну так вот короче говоря, он гораздо быстрее. В то время как на оригинальном железе PlayStation 2 игра еле ковыляет на отметке в 33fps, на PlayStation 4 Racer Revenge несется со скоростью в 60 кадров, не сбавляя оборотов ни на секунду. Ну, если совсем на чистоту, то это был максимальный разрыв показателей частоты кадров, но все же, в большинстве случаев мы наблюдаем разницу как минимум в 20 кадров, что является приростом в 50% к общей производительности. Данная ситуация даже породила забавный эффект в пользу PlayStation 2, так как похоже, что эмулятор на самом деле игнорирует реализацию адаптивной синхронизации, в результате чего мы в крайне редких случаях можем наблюдать рассинхронизированные кадры. (прим. автора - В данном случае имеется в виду появление tearing в той ситуации, когда кадры рендерятся быстрее, чем положено установленным фрейм-рейтом, потому как именно в этом случае и должна срабатывать синхронизация при использовании адаптивного v-sync.) Но даже принимая во внимание подобное поведение, результаты все равно оказываются очень впечатляющими.

^ Здесь мы рассматриваем Star Wars: Racer Revenge, запущенный на PS4 при помощи эмуляции, и на оригинальном железе PlayStation 2, - ну, на самом деле на железе PlayStation 2, встроенном в железо PS3 с обратной совместимостью. Обратите внимание на увеличенное разрешение. Особенно это заметно на канатных тросах в центре изображения.

Следует упомянуть о еще одной крайне любопытной особенности: к эмулятору добавлена система внедрения трофеев, так как во время игры в Racer Revenge мы совершенно точно получили трофей. По идее это должно означать то, что игра как раз таки не эмулируется, так как в оригинале естественно не было никакой поддержки трофеев. Однако вот этот патент может пояснить то, как была достигнута реализации подобной системы.

Данный патент определяет механизм добавления системы трофеев в игры, которые не обладают поддержкой трофеев, без изменения кода самой игры. Суть метода в том, чтобы отследить определенные моменты обращения к диску и использовать их в качестве триггеров, которые можно распознавать во время игрового процесса. Основываясь на информации, полученной в результате учета подобных событий, можно реализовать систему награждения трофеями и их последующего хранения.

Что это означает? А то, что теперь игры, которые изначально даже не имели понятия о системе трофеев, могут быть оснащены поддержкой трофеев обособленным патчем, который не требует внесения изменений в исходный код. Вот почему многие компании и не внедряли поддержку трофеев в свои игры, даже когда в PS3 добавили подобную особенность, ведь помимо затрат ресурсов на собственно реализацию этой поддержки в исходном коде игры, нужно было еще и заново сертифицировать модифицированный проект, что требовало дополнительных денежных затрат.

Послесловие

Остается открытым вопрос о том, насколько показательны были результаты тестирования наших сегодняшних проектов. Особенно интересно как сложится ситуация с более сложными по проработке играми, которые например более оптимально используют CPU. Однако, даже если мы и не получим такой же разницы в использовании GPU ресурсов, какую мы наблюдали в играх серии Star Wars, сам эмулятор и его возможности все равно видятся крайне интригующими. К примеру, Shadow of the Colossus тоже работает с жестко прописанной вертикальной синхронизацией и двойной буферизацией, как Jedi Starfighter и Bounty Hunter, - интересно как справится эмулятор с таким раскладом в этой игре?

А игр с применением адаптивной синхронизации на PlayStation 2 тоже полно, - к примеру, Gran Turismo 4 или игры серии God of War. Если производительности GPU окажется достаточно, то представьте, что эти игры могут работать при 60 кадрах в секунду. Представьте себе Metal Gear Solid 3 с более высоким фрейм-рейтом, God of War со стабильной частотой кадров, Final Fantasy XII с улучшенной обработкой 3D графики и Gran Turismo 4, лишенный любого намека на tearing. Нам было бы так интересно посмотреть, на что же способен этот эмулятор. Принимая во внимание еще и улучшения к качеству изображения, которые применяет эмулятор, - мы бы с удовольствием еще раз поиграли во все эти проекты. А как интересно было бы сравнить эмуляцию на PS4 с переизданиями на PS3...

Появление эмуляции PlayStation 2 на PS4 это большое событие. Даже странно, что подобная особенность, которая по сути является одной из ключевых для консоли и явно заинтересует многих геймеров, была так скромно представлена и абсолютно никак не была освещена в прессе. PlayStation 2 является одной из самых образцовых консолей за всю историю видео индустрии, и возможность вновь обратиться к библиотеке ее игр, да еще и с улучшениями в визуальном плане, (прим. автора - да еще и с возможной поддержкой трофеев) это крайне соблазнительное предложение. Даже обидно, что на запуске эмулятора все, во что можно поиграть, это три посредственные игры из серии Star Wars, и ни одной стоящей игры из богатейшей коллекции величайших консольных хитов.

Вдобавок ко всему, нельзя не задуматься о том, оказал ли какое-то влияние на внутреннюю стратегию Sony по продвижению эмуляции тот факт, что Microsoft запустила обратную совместимость на Xbox One. Гигант из Редмонда предлагает игрокам использовать имеющиеся у них диски для того, чтобы играть в игры для Xbox 360 на Xbox One (хоть диски и используются лишь в качестве "ключа" для скачивания цифровой версии). В то время как касательно проектов для PlayStation 2, все улики, в немалой степени благодаря новым рейтингам ESRB, указывают на то, что Sony планирует продавать эти игры в своем цифровом магазине, как это было во времена прошлого поколения. Теперь, когда эмуляция PlayStation 2 стала доступна пользователям, будем надеяться, что Sony раскроет свои планы относительно новой особенности PS4 в самое ближайшее время.