John Carmack

John Carmack est à l'origine de nombreux jeux de tir à la première personne (FPS) sortis par id Software, tels que : Wolfenstein 3D (le premier jeu de ce genre à obtenir un certain succès), Doom (reconnu comme une révolution technologique et immense succès mondial) et Quake (le premier FPS à présenter un environnement totalement en 3D temps réel, y compris les objets et personnages et le premier à introduire le jeu à plusieurs par Internet). Il dirige ensuite le développement de Doom 3, dont le moteur graphique était à la pointe de la technologie lors de sa sortie. Son dernier projet chez id Software est la direction du développement de Rage et du moteur graphique id Tech 5.

Carmack en 2005 lors de la Coupe X PRIZE à Las Cruces et Alamogordo (Nouveau-Mexique).

En 2001, il rejoint le panthéon des développeurs (Hall of Fame) de l’Academy of Interactive Arts and Sciences.

Il est, avec son épouse Katherine Anna Kang, le fondateur de la société Armadillo Aerospace, qui s'intéresse aux roquettes utilisées pour les fusées spatiales[1].

Le 7 août 2013, John Carmack devient directeur technique d'Oculus VR, fabricant de l'Oculus Rift, un casque de réalité virtuelle. Il conserve également pendant un temps son poste chez id Software[2]^,[3]. Mais, le 22 novembre 2013, il quitte définitivement id Software pour travailler à plein temps pour Oculus VR[4]. Celle-ci devient une filiale de Facebook en mars 2014.

Le succès de John Carmack repose notamment sur son habileté à transposer de façon optimale les meilleurs algorithmes et techniques de rendu 3D sur des systèmes temps réel, tout en restant extrêmement au fait des nouveautés en matière de rendu 3D. Il est le plus célèbre développeur indépendant capable de réaliser des moteurs graphiques exploitant au maximum les évolutions du matériel, en particulier des cartes graphiques pour PC. Il a inventé plusieurs algorithmes, notamment le Carmack's Reverse ; il n'est pas le premier à avoir découvert ce principe mais est le premier à l'avoir utilisé efficacement et intensivement.

L'Id Tech 3 (moteur de rendu 3D du jeu Quake III Arena) étant sous licence GNU GPL, il est possible de consulter l'intégralité du code source de ce jeu. Parmi celui-ci, on retrouve deux fonctions longtemps attribuées à John Carmack et qui auront fait beaucoup parler d'elles : l'une pour calculer une racine carrée, l'autre pour calculer une racine carrée inversée.

Écrite en C, la fonction calculant une racine carrée inversée est la suivante :

float Q_rsqrt( float number ){
    long i;
    float x2, y;
    const float threehalfs = 1.5F;
    
    x2 = number * 0.5F;
    y  = number;
    i  = * ( long * ) &y; // evil floating point bit level hacking
    i  = 0x5f3759df - ( i >> 1 ); // what the fuck?
    y  = * ( float * ) &i;
    y  = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) ); // 1st iteration
    // y = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) ); // 2nd iteration, this can be removed
    
    #ifndef Q3_VM
    #ifdef __linux__
      assert( !isnan(y) ); // bk010122 - FPE?
    #endif
    #endif
    return y;
}

Cette fonction est pour le moins particulière puisqu'elle ne contient aucune boucle, elle ne fait intervenir qu'une suite de calculs élémentaires. Pour autant, celle-ci fournit des approximations tout à fait acceptables (de l'ordre de 10^-3). Elle est même jusqu'à 4 fois plus rapide que la fonction (float) 1.0/sqrt(x) et se révèle ainsi parfaite pour un jeu vidéo.

En réalité, cette fonction repose sur une méthode tirée de l'analyse numérique : la méthode de Newton. La clef de son efficacité réside dans l'utilisation d'une constante particulière 0x5f3759df. Cette constante hexadécimale est utilisée comme première approximation et réduit de façon remarquable le nombre d'itérations nécessaires pour obtenir une approximation satisfaisante. Cette constante – dite magique – est si remarquable qu'une seule itération de Newton donne des résultats suffisants dans le cadre du rendu graphique.

Chris Lomont de l'université de Purdue[5] a depuis étudié la question. Il existe une constante fournissant de meilleures approximations : 0x5f375a86. Dans son étude, Chris Lomont fait également mention du fait que l'utilisation originale de cette constante serait peut-être due à Gary Tarolli[6], alors développeur chez nVidia.

Cette fonction est illégale en C++03[7] : les valeurs float sont stockées dans le FPU alors que les entiers sont utilisés par le CPU.

Liste des principaux jeux vidéo sur lesquels John Carmack a collaboré en tant que programmeur, développeur ou directeur technique.