You'll find the complete spec at the foot of this blog entry and it makes for overwhelming reading. Indeed, you might be forgiven for thinking it's more of a wish-list than a complete, fully-featured engine, but the preview Xbox 360 code sitting inside the DF test kit suggests otherwise. Here are a few teaser shots taken from our captures:
Revealing shots from Metro 2033 showing the 4A Engine in action. Note that these grabs are all taken from gameplay. No cinematics, not even engine-driven cut-scenes.
Tomorrow, Digital Foundry will be taking a look at the brand new engine technology and talking in-depth with the firm's chief technical officer, Oles Shishkovtsov. Find out about the genesis of the engine, the performance potential of the tech on Xbox 360, the plans 4A has for DirectX 11 on PC, and hear what Shishkovtsov has to say in his assessment of Guerrilla Games' Killzone 2 engine.
In the meantime, to whet your appetite, here's the spec that inspired the story...
4A-Engine is a complete game development framework designed for Xbox 360®, PLAYSTATION®3 and DirectX9/DirectX10 - equipped PCs, providing the vast array of core technologies, content creation tools, and support infrastructure.
[Editor's note: 4A recently announced support for the new APIs in DirectX 11 too, which will be supported in Metro 2033. Also be aware that while the 4A engine supports PS3, Metro 2033 will launch just on 360 and PC.]
Rendering Using innovative visualisation technology, based on human visual system (HVS) perception and response.
The gamma-correct, linear colour space renderer
High dynamic range rendering (HDR) Using floating-point buffers, allowing for tone mapping, exposure adaption, and blue shift, for camera/eye perceptual rendering
Advanced deferred shading - allows hundreds of lights in frame, in huge, complex scenes
All lighting is fully dynamic (including sun and skies), ability to use light-shaders, with dozens of special effects
Umbra and penumbra - Correct soft shadows, including shadows correctly curved on bumped surface. Shadows from semi-transparent objects like particles.
Weather and day/night model, including light scattering model and god-rays
Volumetric fogging and lighting, even in animated, non-constant density media
Global illumination effects and real-time reflective lights
Parallax occlusion maps and real (geometric) displacement mapping
Hierarchical per-pixel occlusion culling
Real-time colour correction, film grain and noise, correct depth of field
Velocity preserving motion-blur on a scene with millions of polygons and complex shading detail (including object blur)
Deferred reflections - allows a lot of planar real time reflections in a single frame, like water, glass, etc.
Ambient occlusion calculated on both the global scale (pre-calculated) and in real-time in screen space (SSAO)
In addition to standard MSAA, the engine features analytical anti-aliasing (AAA) and "deferred super-sampling" modes which have much lower impact on frame-rate, while correctly ant-ialiasing all surfaces and not just edges
Renderer is highly multi-threaded for multiple CPU cores.
Plus: per-pixel lighting, bumpy reflections and refractions, animated and detail textures, shiny surfaces, cosmetic damage using albedo and bump blending, soft particles, etc.
Physics System Powered by nVidia PhysX technology, can utilise multiple CPU cores, AGEIA PhysX hardware, or nVidia GPU hardware.
Tightly integrated into the content pipeline and the game itself, including physical materials on all surfaces, physically driven sound, physically driven animations
Rigid body and multi-jointed constructions. Breakable fences, walls , sheds and other objects. Thousands of different physical entities simulated per frame.
Cloth simulation, water physics (including cross-interactions)
Destruction and fracturing, physically based puzzles
Soft body physics on selected special game entities
On hardware-accelerated PhysX platforms engine implements full physically correct behaviour of particles such as smoke, debris, etc.
Audio Multi-threaded high dynamic range Audio system with constant memory usage and data-driven design
3D sound positioning, spatialisation and attenuation
Sound path tracing and transfer approximation for correct occlusion and obstruction perceiving.
Reverb, low-pass/high-pass filtering, pitch shifting - all auto-calculated based on sound-path and adjustable by multi-layer environment zones, scripting or programmatically
Dynamically reconstructing audio graphs
OGG-vorbis compressed with adjustable quality, multi-threaded decompression
AI and Gameplay
Deep story-driven experience, dynamic and remarkable missions
Different gameplay styles stealth/brutal, different combat settings
Group behaviour (including support for information sharing and creating dynamic groups of agents that act together)
Designer-friendly visual scripting system, enables designers to script levels and control advanced AI behaviours using the Flow-Graph visual scripting system, placing most AI gameplay control in their hands.
Efficient pathfinding for dynamic environment
Advanced 3D topology dynamic analysis
Virtual vision, hearing, "smelling" - realistic, believable and time and memory efficient implementation enables characters to sense objects in a natural way, depending on the object velocity, luminocity, etc.
Multi-threaded Animation system controlled via visual scripting and flow graph
Streaming Technology
[Editor's note: CPU cores/threads mentioned usually means both normal CPUs and Synergetic Processing Units (SPU).]
Используется инновационная технология визуализации, берущая в основу человеческую систему визуального восприятия и реагирования.
Рендерер в линейном цветовом пространств с использованием гамма-коррекции. Рендеринг в широком динамическом диапазоне (HDR) использует буферизацию с плавающей запятой, позволяет проводить тоновую коррекцию и динамическое изменение экспозиции картинки с эффектом запоздалого восприятия цвета (blue shift) для камеры/глаза
Расширенная технология отложенного затенения - позволяет использовать сотни источников света в кадре в огромных и сложных сценах Все источники света полностью динамические (Включая солнце и небосвод), возможность использования световых шейдеров с десятками специальных эффектов.
Тень и полутень - Правильные мягкие тени, включая искривления на поверхностях с bump-картой. Тени от полупрозрачных объектов, например партиклов.
Погода и модели дня и ночи, включая рассеивание света и световые лучи в неоднородном воздушном пространстве.
Объемный туман и освещение, в том числе анимированный с непостоянной плотностью.
Эффекты глобального освещения (GI) и отражения света в реальном времени.
Настоящий displacement mapping и использование parallax occlusion mapping
Цветовая коррекция в реальном времени, эффекты зернистости пленки и шума, правильный эффект глубины резкости кадра
Эффект размытая в движении согласно скорости объекта в сцене a scene с миллионами полигонов и сложной системой затенения (включая размытые объекты)
Отложенные отражения - позволяют использовать множество плоских отражений в реальном времени в одном кадре, таких как отражения на водной поверхности или стекле.
Ambient occlusion просчитан глобально (пререндерный) и в режиме реального времени (SSAO).
В дополнение к стандартному MSAA, движок поддерживает аналитический антиалиасинг (AAA), а также "Deferred SSAA", которые обладают куда меньшим влиянием на количество кадров в секунду, тем не менее корректно сглаживая все поверхности, а не только их углы.
Рендерер поддерживает многопоточную обработку с помощью нескольких ядер процессора.
Попиксельное освещение, отражения и преломления через bump карты, анимированные и детализированные текстуры, блестящие поверхности, реализация "косметических повреждений" поверхностей с использованием изменений отражательной способности поверхностей и изменений рельефа через bump, мягкие партиклы и т.п.
Система просчета физики
Основанная на технологии nVidia PhysX, может использовать несколько ядер процессора AGEIA PhysX или nVidia GPU.
Тесная интеграция в процесс разработки игры, включает физические материалы на всех поверхностях, физически верно распространяемый звук анимации твердых тел и конструкций обладающих множественными сочленениями. Разрушаемые решетки, стены, навесы и другие объекты. Тысячи различных физических объектов в кадре.
Симуляция ткани, физики поведения жидкостей (включая множественную интерференцию).
Разрушение и разбиение на физически верные фрагменты. Физика мягких тел на заранее выбранных объектах. На платформах использующих PhysX движок осуществляет полностью физически верное поведение партиклов, таких как дым, мусор и т.п.
Звуковая система
Многопоточная система воспроизведения звука в широком диапазоне с использованием неизменного количества памяти.
Распространение звука в 3D пространстве, затухание звуков путем отслеживания и коррекции согласно физическим преградам.
Эффекты реверберации, фильтрации низкого и высокого прохода, изменение высоты звука - всё это рассчитывается автоматически на основе звукового пути согласно территориальным зонам с возможностью скриптования и регулированием по многим слоям обработки.
Динамическое построение звуковых графов.
Поддержка формата OGG-vorbis с регулируемым качеством и компрессией в несколько потоков.
Искусственный интеллект и геймплей
Глубокое погружение в игру с динамичными и увлекательными заданиями.
Различные стили игры стелс или жесткость с различными стилями ведения боя.
Групповые характеры поведения (включая поддержку распространения информации и создания динамических групп "агентов" для действий сообща).
Дружественная система визуального скриптования, позволяющая разработчикам настраивать события на уровнях и контролировать характеры поведения ИИ используя визуальные графы очередности выполнения.
Эффективные поиск пути ля обхода виртуальными персонажами динамических объектов
Расширенная система динамического анализа трехмерных структур
Система виртуального зрения, слуха и "обоняния" - реалистичное, заставляющее поверить и эффективное по памяти и времени обработки позволяет виртуальным персонажам ощущать объекты так, как это делает человек, оценивая скорость, освещенность и другие факторы.
анимационная система основывающаяся на много потоковой обработке и контролируемая через графы очереди выполнения и визуальное скриптование.
Потоковые технологии
Движок использует потоковую передачу всего материала, что позволяет строить огромные миры не совершая огромную нагрузку на оборудование.
