Entrevista com Sebastian Wloch: Como fazer sistemas simularem o comportamento de voo no Microsoft Flight Simulator 2024

Para o Microsoft Flight Simulator 2024, o ambicioso jogo de simulação de voo que estreia hoje, a física e os sistemas ambientais são muito mais sofisticados do que na versão de 2020.

Parte da razão é que agora há muito mais potência disponível nos centros de dados conectados à internet para resolver simulações complexas. Em 2020, com o jogo de simulação de voo anterior, a Microsoft lidava apenas com parte do processamento na nuvem, enquanto adicionava mais dados de solo a partir de longínquos centros de dados para complementar o processamento no computador do jogador.

Mas agora, o jogo inteiro pode ser processado em tempo real na nuvem, com armazenamento mínimo necessário no computador do jogador (cerca de 50 gigabytes). Agora a Microsoft afirma que a simulação é como um gêmeo digital completo da Terra.

Como resultado, o simulador de voo é capaz de simular muitos tipos diferentes de aeronaves e diversas situações — planadores, balões de ar quente, 747, jatos de combate supersônicos — como nunca antes. De fato, o detalhe no solo é 4.000 vezes maior do que o que era possível em 2020.

No mês de setembro, participei de uma reunião com os líderes do Microsoft Flight Simulator 2024 no Grande Canyon, onde voamos em um jato e jogamos uma prévia do jogo, que será lançado em 19 de novembro de 2024.

Como parte da apresentação, fui acompanhado pelo jornalista de jogos Samuel Stone da Den of Geeks para uma entrevista com Sebastian Wloch, CEO da Asobo Studio, que está sediado em Bordeaux, França. A equipe de Wloch foi uma parte importante de algo em torno de 800 pessoas que trabalharam no projeto ao longo de até quatro anos.

A seguir, uma transcrição editada da nossa entrevista.

Sebastian Wloch: Sou CEO da Asobo Studio. Sou da França, em Bordeaux. Posso falar sobre tecnologia, renderização, física de modelo de voo.

GamesBeat: Tenho escrito muito sobre gêmeos digitais porque cobro a Nvidia, seu OmniVerse e tudo mais. Não percebia que isso era algo que vocês também adotaram aqui. Parece que vocês adotaram isso de forma bastante intensa há anos. Me pergunto sobre a origem de criar um gêmeo digital da Terra, de todos os tipos de aviões. Como vocês chegaram à noção de que gêmeos digitais eram o caminho a seguir para o jogo inteiro?

Wloch: No espaço de simulação de voo, sempre foi uma questão de ser o mais preciso possível. Seja na física das aeronaves ou na estética das aeronaves. Se você viu o vídeo da história, cada passo se aproxima um pouco mais da realidade. A tecnologia de hoje – as imagens de satélite, a varredura das aeronaves – praticamente qualquer um pode escanear algo apenas com uma câmera. A dificuldade é a escala do planeta. É enorme. Gigantescas quantidades de dados. É por isso que mudamos praticamente tudo para a nuvem. Já era 99,9% na nuvem em 2020, mas agora é tudo.

O poder das máquinas de hoje, seja do lado da GPU, que tentamos usar ao máximo, ou CPUs agora com 32 núcleos, nos permite nos aproximar cada vez mais da realidade ao redor do globo. Falamos sobre os detalhes que melhoramos, para que pareça a verdadeira terra não apenas do céu, mas até mesmo quando você pousa. Tivemos sorte de que todas essas inovações estão disponíveis agora. A IA nos ajuda a olhar imagens de cima para baixo – isso é uma rocha ou um campo? Todas essas tecnologias nos permitem fazer isso agora.

GamesBeat: Muitas partes querem fazer gêmeos digitais. A intenção da Nvidia era prever mudanças climáticas nas próximas décadas. Eles têm o mesmo objetivo que vocês de reconstruir a Terra em uma forma digital. Deve haver muitas partes com a mesma intenção.

Wloch: Mas talvez o uso não seja o mesmo. Nós nos especializamos na experiência de simulação de voo. Quando se trata de clima, tentamos ter a representação mais precisa do ar em um instante. Se houver uma elevação à tarde, algo assim. Não tentamos prever o clima ao longo do tempo. Normalmente você obtém o melhor resultado se se especializar em algo. Você faz algo que talvez não seja tão grande e faz bem. Ao focar algo como a simulação climática em voo, simulamos as correntes que podem acontecer como resultado de uma única casa ou de uma árvore.

Você tentou o passeio de helicóptero, certo? Fiz isso esta manhã às seis. Praticamente não havia movimento. Pela manhã, a atmosfera está calma. Mas à tarde, você provavelmente teve alguns solavancos. Tentamos simular isso o quanto podemos, de maneira muito precisa. É uma questão diferente, um tipo diferente de resolução de problemas ter uma simulação precisa da turbulência ao redor da aeronave, em comparação a prever o clima ao redor do planeta. Temos sorte hoje porque temos todas essas tecnologias. Cada um se especializa em seu campo. Nós conseguimos avançar muito rapidamente. É um ótimo momento para fazer essas coisas.

GamesBeat: A Nvidia estava em busca de precisão no nível do metro em sua simulação da Terra. Todos vocês estão analisando a mesma física e detalhes em uma escala muito pequena. Mas vocês usam isso de maneiras diferentes e obtêm produtos diferentes. Todos os dados deles são tão úteis para vocês quanto os dados que vocês adquirem? Ou vocês têm intenções diferentes, dados diferentes e aplicações diferentes em mente?

Wloch: A melhor pessoa para falar sobre fontes de dados exatas é Jorg. Mas tentamos encontrar as melhores fontes de dados possíveis para nossas necessidades: um planeta realista que pareça ótimo do céu e do solo, bom clima, todas essas coisas. Existem cada vez mais fontes de dados hoje em dia. É cada vez mais acessível. Não sei quais fontes outras partes estão usando, embora. Jorg pode te dar mais detalhes exatos sobre o que, quando e onde. Ao redor do planeta, não será a mesma fonte em todo lugar que você vai. Depende de onde você vai. Diferentes empresas se especializam em diferentes países, áreas e sistemas.

Samuel Stone: Falando sobre física, gravidade é gravidade, mas como vocês refinam a física passando de aviões a jato únicos para balões de ar quente, zepelins e planadores? Como vocês garantem que obtêm essa experiência refinada à medida que aprimoram o motor físico para 2024?

Wloch: Uma grande melhoria que fizemos em 2024 é que agora estamos totalmente equipados com instrumentos para medir a dinâmica de voo de aeronaves do mundo real. Forças de aceleração nas aeronaves. Medimos a posição das superfícies. Colocamos dispositivos de medição do lado de fora para medir a velocidade do ar e assim por diante. Temos dados extremamente exatos sobre como essas aeronaves se comportam no mundo real, e implementamos os mesmos instrumentos na simulação.

A primeira constatação que tivemos é que nossa simulação era bastante precisa, mas tudo se baseava nos dados que temos para descrever a aeronave. Conseguimos melhorar isso bastante em 2024. Muitas aeronaves foram atualizadas com modelos de voo muito melhores, mais próximos da realidade. Obviamente melhoramos o motor físico, mas isso foi mais para adicionar mais detalhes, menores detalhes, efeitos mais realistas, como o equilíbrio do peso. Tive isso algumas vezes quando voei. Quando você faz um 360, às vezes o solavanco é você. Não é o ar ou o calor.

Os instrumentos nas aeronaves, fazendo elas voarem – medimos no solo e no ar. Medimos tudo. Isso ajudou a trazer um nível completamente diferente de realismo às aeronaves.

Stone: Em termos do gêmeo digital, uma das coisas bonitas sobre o MSFS é que ele é dinâmico. Ele corresponde ao que algo está fazendo em tempo real. Como isso alimenta o sistema? Neste momento, é a estação das monções na Coreia, então como o clima interagiria? Ou está realmente frio agora a essa altitude no Canadá. Como isso leva em conta todos esses diferentes fatores ambientais em tempo real e os incorpora?

Wloch: Fiz uma lista de sistemas. Esse é o sistema quatro. Ele se expande muito em termos de escala. Os parâmetros que temos são coisas como a posição do sol, por exemplo. Sabemos quanta energia o sol libera. São 1.400 watts por metro quadrado, algo assim. Mas então o ar absorve parte disso. Sabemos sobre a pressão atmosférica, baixa ou alta. Sabemos sobre a cobertura de nuvens. Sabemos quanto chega ao solo. Muitas vezes é apenas 600 ou 700, dependendo da altitude, às vezes 800. Sabemos o ângulo. Então calculamos quanto calor isso cria.

Calculamos isso para toda a área ao redor do usuário, quanto o solo está aquecendo em todos os lugares. Talvez um estacionamento sob o sol direto fique muito quente. Calculamos a temperatura da superfície, que é transmitida para o ar. O ar mais quente quer subir. O ar mais frio quer descer. Isso cria movimentos no ar. Quando o ar está úmido, ele também subirá e esfriará, criando nuvens. Simulamos tudo isso. Temos a temperatura do ar a partir da superfície do clima. Normalmente, eles te dão o ar a uma altura de dois metros, e então por camadas. Podemos corrigir quando sabemos, por exemplo, que o sol tem atingido um estacionamento o dia todo. Isso pode ser muito quente, mas então o ar fora está apenas a 15 graus. Talvez haja um vento do norte e ar mais fresco chegando. Talvez não tenha mais tanta elevação.

Se você voar à tarde no verão, quando o sol está alto, você obterá algo exatamente como teve hoje. Muitos solavancos. Mas voamos pela manhã com o Vision Jet. Foi muito suave. Tive um único solavanco, apenas este pequeno solavanco. Tenho os vídeos. Nada se movendo. Mas era seis da manhã. É assim que é diferente. Verão, inverno, manhã, tarde, há grandes diferenças. Especialmente no Grande Canyon. Durante todo o dia, o sol está ao sul, mas em ângulos como este. Ele atingirá apenas um lado do canyon. O outro lado não é aquecido. Durante todo o dia, vai assim. Quando você voa sobre esta área, você recebe um grande solavanco.

Stone: Existem mais de 15 milhões de usuários únicos jogando 2020. Quais foram algumas das coisas que você notou no feedback dos usuários e da comunidade sobre a física e como os aviões se comportam que você considerou ao entrar em 2024?

Wloch: As pessoas nos deram muito feedback. Tentamos ouvir o que todos pensam, e à realidade. Construímos todos esses sistemas para medir os aviões. A simulação é sempre baseada na realidade, mas o problema é, o que as pessoas sentem? Isso se baseia no feedback. Podemos ainda impactar a sensação sem mudar o realismo. Por exemplo, a maneira como movemos a câmera. Talvez você tenha feito o desafio do F-18 no Grande Canyon. A câmera faz todo tipo de coisas. Tentamos fazê-lo sentir todos os solavancos e impactos de peso no manche. Se você voou o Vision Jet, ele é muito pesado. Resiste bastante.

GamesBeat: Estava lutando com o manche, sim.

Wloch: Certo. Há uma maneira de mapear o que você faz com o manche para fazê-lo sentir um pouco mais pesado. É exatamente a mesma física, mas tentamos impactar a sensação. É por isso que recebemos muitos feedbacks para melhorar os sistemas, para que pareça mais realista, mesmo que a simulação real esteja apenas baseada nos parâmetros reais.

GamesBeat: Isso é uma questão de hápticas?

Wloch: No mundo real, os elevadores sobem e descem. A força necessária para fazer isso quando você está voando lentamente é muito menor do que o que é necessário quando você está voando rápido. O que mapeamos não é o ângulo, mas a força. Quando você precisa de muita força, fazemos com que você mova mais. No avião real, você se move muito pouco, mas é muito pesado. O que fazemos com o manche, quando supostamente deve ser mais pesado, fazemos você mover mais. Se você tem feedback de força, então isso é uma coisa diferente, mas a maioria das pessoas não tem. Tentamos converter essa resistência em amplitude de movimento. Se você tiver que fazer muito movimento, ainda será um pouco mais cansativo. Você sente que está resistindo, então precisa mover mais. Isso cria a mesma sensação. Além disso, a câmera, a sensação dos solavancos, você pode obter o mesmo efeito.

GamesBeat: Vocês tiveram uma melhoria muito grande na tecnologia de nuvem entre 2020 e 2024. É simplesmente uma questão de centros de dados maiores, ou outras coisas levaram a isso?

Wloch: É muita GPU. Reescrevemos o código da GPU para as nuvens. É muito complexo. Os fótons vêm do sol, atingem a atmosfera e mudam de cor. Eles entram nas nuvens, refletem aqui e ali. Em 2020, isso foi muito simplificado. Não conseguíamos rastrear, por exemplo, o sol passando pela atmosfera. Não sabíamos se estava subindo alto na atmosfera ou baixo na atmosfera antes de atingir uma nuvem. Era aproximadamente o mesmo em qualquer lugar, e por isso todas as nuvens tinham a mesma cor.

GamesBeat: O que eu quis dizer foi a computação em nuvem. Em 2020, você tinha apenas computação em nuvem parcial, mas agora é completamente computação em nuvem. Você usa muito menos armazenamento.

Wloch: Sim, movemos o armazenamento quase inteiramente para a nuvem. Alguns arquivos críticos são locais, mas caiu de 150 para 20 gigabytes, talvez 30? Continuamos adicionando mais computação. Não computamos na nuvem em tempo real, mas pré-processamos as coisas. Os dados já estão prontos e você apenas os baixa. Fazemos a computação em tempo real localmente e depois pré-processamos a computação em nuvem cada vez que recebemos novos dados. Executamos milhares de máquinas. Às vezes é IA e às vezes é só processamento, mas muito disso é IA.

GamesBeat: A qualidade da computação em nuvem simplesmente melhora?

Wloch: Sim, cada vez melhor. Também fazemos um esforço – às vezes você tem que reescrever um sistema totalmente para torná-lo baseado em nuvem em vez de funcionar localmente. O pipeline de dados e o que acontece não são os mesmos.

Divulgação: A Microsoft pagou minha viagem ao Grande Canyon para a finalidade desta matéria.