ギアの製造5:連合が60fpsに衝突した方法 - 視覚品質の向上

トリプルAファーストパーティの大ヒット作の重要性は控えめにすることはできません - 壮大な時間、お金、努力は、コンソールハードウェアをその限界に押し上げる経験を生み出すことに集中しています。そして、これらのタイトルに見られる技術革新は、多くの場合、開発コミュニティと共有され、全面的なタイトルの技術的品質を向上させます。必要に応じて、すべてのボートを浮かべるのは潮流です。それでありますギア5Coalitionから - Xbox Oneハードウェアからの期待を再定義する傑出したリリースであると同時に、私たち(および他の多くの人)が世代の最大のPCポートの1つであると信じているものを提供します。

CoalitionのテクニカルアートディレクターであるColin PentyとStudioのテクニカルディレクターMike Raynerとのこの深いダイビング技術インタビューでは、チームがUnreal Engine 4テクノロジーの主要な機能をさらに繰り返しカスタマイズしたと同時に、最新かつ最大のイノベーションを統合する方法について説明します。壮大なゲームに戻ります。また、30fpsから60fpsまでのフレームレートを2倍にするスタジオの意図が、視覚的な品質を妥協しない範囲の変化をどのようにもたらしたかを発見しました。改善それは終わったギアオブウォー4

そして、動的解像度と画像再構成技術に対して、ネイティブレンダリング解像度の重要性に関する議論があります。 Call of Duty:Modern Warfareのようなタイトルで見られる仕事の種類に加えてInfinity Ward、連合は、分解能をレンダリングするための柔軟なアプローチを実装して、1秒あたり60フレームを達成し、Gears of War 4で行われた作業から進化し改善します。しかし、これはどのように行われますか?全体的な画質のアイデアを得るために、セットの数字(または図の範囲)を使用する用語?

エキサイティングな時間を過ごしています。1つのコンソール生成の終わりと次のコンソールへの移行です。これらのエンドオアイーラのファーストパーティタイトル - ソニーからのものであろうとマイクロソフトからであろうと、今日のテクノロジーが限界に押し上げられているだけでなく、世代の舞台を設定するのにも役立ちます。だから、コーヒーを手に取り、座って、Xbox Oneの最高の技術的成果の1つの開発に関するユニークな洞察に備えてください。

Digital Foundry Gears 5 Tech Analysis-これは、私たちが世代全体で見た中で最も技術的に印象的なファーストパーティタイトルの1つです。YouTubeをご覧ください

デジタルファウンドリー:Gears of War 4は、リリース時にUnreal Engine 4のハイエンドレンダリング機能の多くを利用したプレミアタイトルでした。 UE4は、ギア5の開発中に体積霧、距離フィールドシャドウ/GI、視界の深さ、視差閉塞マッピング、より大きなGPUテッセレーションサポートなどを追加しました。それらは最もよく見えますか?

連合:Gears 5は、Gears of War 4以来オンラインで登場するテクノロジー、ボリューム測定霧、距離フィールド、レイトレースのシャドウを計算し、鏡面閉塞のための曲がった正常性など、オンラインでアクセスできるようにするUE4の最新レンダリング機能を多く使用しています。

Compute Ray Traced Shadowsを使用して、Cascade Shadow Mapsを超えてゲーム内でゲームで完全にダイナミックなシャドウを持つことができます。光線トレースされた影は、各静的メッシュの距離フィールド表現を利用します。

私たちのプライマリキャラクターはすべて、非常に「気密」の方法で点灯し、軽い漏れがないように、普通およびAOマップを曲げています。メタルアーマー(光沢)を使用しているキャラクターを使用した第三者ゲームに本当に役立ちます!私たちは、マップに対してキャンペーン全体でボリューム霧を使用しています。エスケープモードは、「毒」効果でそれを活用しています。新しく改良された被写界深度は、すべての映画館とフロントエンドで使用されています。 Gears of War 4がPCの非常識な品質で使用されており、4倍高速でXboxで実行できるようにするDOFよりも優れているように見えます。

UE4でパッケージ化されたエフェクトとテクニックに加えて、Gears of War 4には、キャラクターシャドウカプセル、独自の体積照明ソリューション、スクリーンスペースシャドウ、セレクトスポットライトのダイナミックGIの反射シャドウマップからの仮想ポイントライトなど、その特注の効果の多くが注目されていました。 /懐中電灯など。現在、Gears 5の連合によって追加されたテクニック/エフェクトの例は何ですか?ギア5のリアルタイムカスケードに移行したことで(Xbox One Sでオブジェクトごとの影を使用するGears of War 4)、画面空間の影への依存を減らし、できる限りカスケードを使用したかったのです。

ギア5のGPUベースの粒子を大きなプッシュしたため、CPUの粒子の負担を緩和するのに役立ち、Xbox One Xで60fpsを達成するのに役立つGPU産卵技術を統合しました。 Xbox Oneの60fpsでのエスケープで、手続き上の生成されたマップを介して流れます。マップ全体でボリュームフォグを動的に動かすことができるカスタムシステムを開発しましたが、空気中で何千もの「毒」粒子を実行してパフォーマンスを維持できる新しい粒子システムを開発する必要がありました。そこで、ヴェノムに使用しただけでなく、環境VFXのすべてに使用されるSwift粒子と呼ばれるゼロCPUパフォーマンスオーバーヘッドが発生する頂点シェーダーを使用して、新しい粒子システムを開発しました。

さらに、Swift粒子のアイデアを活用し、Swift Destructionという新しいシステムを作成し、頂点シェーダーを使用してオブジェクトを破壊できるようにします。メッシュを事前に破壊するMayaで実行されるHoudiniエンジンツールがありました。オブジェクトにある骨折ポイントの量を視聴する必要があります。全体として、これは非常に密な破壊の瞬間を生み出し、CPUパフォーマンスのオーバーヘッドが発生しません。

レベル全体でボリュームフォグを「ペイント」できるボリュームフォグペインティングシステムを開発しました。これにより、光源/材料ごとにGPUで得られる標準のボリュームフォグインジェクションコストをバイパスすることができました。一度。また、ボリュームフォグペインティングシステムにフィードするすべてのレベルの高さマップを動的に生成し、地面の霧の量をダイヤルインまたは外に出すことができます。シェーダーでは、この高さマップも偽のGIに使用することがあります。

カスタムコンピューティングテッセレーションシェーダーを作成しました。これにより、非常に高周波テッセレーションの表面を生成し、テッセレーションアサイクを実行して60fpsでコストを吸収するのに役立ちました。高コストのために視差閉塞マッピングを行わないことを選択し、代わりに、実際にPOMよりも優れた品質を生成し(ステップなし)、はるかに速く実行するリラックスしたコーンステップマッピング(GPU GEMS 3)を実装しました。また、カスタムマテリアルマスキングシステム(MMS for Short-Siggraph 2017で提示)でよくスロットしました。

もともとHalo 5用に開発され、Gears of War 4で使用されたカスタムジオキャッシュシステムを保持しました。このテクノロジーにより、Houdiniなどのツールに大規模な複雑なオフライン破壊シミュレーションを作成し、GPUでリアルタイムで再生することができます。これは、ゲーム内の多くのリアルタイムの大規模なセットピースの破壊瞬間で使用されています。 Gears of War 4の材料マスキングシステムを強化および改善し、より積極的なテクスチャパッキングとシェーダーの最適化を追加しました。

PC用のGears 5ポートについて知る必要があるすべて。ここではWindowsストアのバージョンをカバーしていますが、Steamゲームが同じであることを確認できます。YouTubeをご覧ください

デジタルファウンドリー:Gears of War 4には、リアルな肌、髪(特にデルモントウォーカー)、アニメーション変形を備えた優れたキャラクターモデルがありました。ギア5は、特に顔自体に関して、この領域で顕著に改善されています。ここでどのような技術的/芸術的な変更が反映されていますか?

連合:私たちはGears 5のキャラクターに大きな前向きな投資を行いましたが、結果に本当に満足しています。それは、資産の改善と新しいテクノロジーの組み合わせであり、顕著な飛躍を実現しました。最初に、私たちは戦争4のギアよりもヒーローキャラクターの三角形の数を50%増やすことにし、その後、顔の形、しわ、血流領域のすべてをきれいにし、プロセスではるかに高品質になりました。その後、デュアルローブの鏡面を追加し、後方散乱コンポーネントを改善することにより、肌のシェーダーを改善しました。

また、ダイナミックな虹彩苛性、適切な地下散乱、AOマップ、その他のマイクロ幾何学の追加でアイシェーダーを大幅に強化し、ギア5で顔のアニメーションキャプチャにフェイスウェアの使用に切り替えました - 俳優の顔のアニメーションをキャプチャします。 MO-CAPステージだけでなく、オーディオブースでも。もちろん、これはアニメーターによって手で調整され、パフォーマンスを実現しました。オーサリング、マテリアルチューニング、および髪のマップを焼くためのアーティストツールを改善することにより、髪を改善しました(Del's!を含む!)。コアヘアシェーダーは、Gears of War 4から変化していません。

デジタルファウンドリー:より多くのバイオーム、天気の種類、場所では、どのような技術的な変更やアートパイプラインの変更を行う必要がありましたか?トレーラーを見て、PCのベンチマークを見て、雪/砂の変形は存在し、葉はかなりダイナミックに見えます。

連合:Gears 5の実際のコンテンツの課題は、確かに規模と多様性でした。私たちの大規模なOverworldマップには、Gears of Warで対処する必要がなかったレベルのスケールがあります。このゲームに雪と砂を持つことは、コンテンツの作成の観点から挑戦的であり、高品質の砂と雪の材料を作成することを余儀なくされましたが、動的にもそれらを変形させました。

マップの大きな領域を変形させ、変形が長い間消失しないようにするカスタム変形システムを作成しました。この変形でテッセレーションシェーダーを実行して、プレイヤーの足の周りに十分な解像度があるようにするため、現実的に見え、変形点でいくらかの材料ブレンドが行われます。遠くでは、これらの三角形でテッセレーションを実行する余裕がないため、材料内の通常のマップを動的に生成し、距離に基づいてブレンドします。

水の波紋や植生がキャラクターの周りに置かれているようなものについては、これに対するUncharted 4のアプローチに触発されたため、材料に動的に影響を与えることができる粒子を産卵する同様のアプローチをバッファーに実装しました。これは、一時的な効果に最適です。

デジタルファウンドリー:Gears 5は、幻想的な素材とプロポーションを持つグラフィカルなプレゼンテーションで厳格なリアリズムを順守していません。それは、よりフォトリアリスティックなプレゼンテーションと比較して、資産/テクスチャと素材のオーサリングを変更しますか?

連合:それはある程度です。私たちの素材はほとんど現実に基づいている傾向がありますが、私たちのオブジェクトはそうではありません。そのため、小道具のような資産を生成するために写真測量に頼ることはできません。これには通常、金属製のトリムピースを備えた、硬くて汚れた、摩耗したものにすることが含まれますが、それよりもはるかに微妙な定義を備えた芸術聖書があります。

私たちの資料のために、私たちはオブジェクトがGears of War 4よりも信頼できると感じたかったので、コンテンツチームを初めて共有マテリアルライブラリに移動しました。代わりに、事前に構築されたスチール材料をマスクしてレイヤーして、資産を生成します。これにより、特にアウトソーシスベンダーと拡張することを検討する場合は、はるかに一貫した高品質の資産が可能になりました。資産の前払いの作成時間がわずかに増加したことがわかりましたが、私たちが経験した資産反復の量は劇的に減少し、時間を節約しました。

また、私たちはGears 5の素材の詳細マップに傾いていました。このゲームは4Kで実行されるXbox One Xタイトルになることを知っています。 M結果に本当に満足しています。

デジタルファウンドリー:Gears of War 4で使用されるパフォーマンス上の理由でレイヤーを焼くカスタム層状の材料モデルに加えて、血、泥、その他の材料を動的にコーティングする特性モデルを備えた動的層システムが現在あるように見えます。これはどのように機能しますか?

連合:さまざまなことを行うことができるキャラクター素材のスロットシステムを作成しました。血液スプラッタや群れのグーなどの一時的な材料効果を可能にする単一の「ダイナミック」スロットがあります。これは、当時私たちが見せていた一時的な効果を支払うだけでなく、一度にすべての順列ではないという点で、これは素晴らしいことでした。雨の層も雨が降っています。また、マルチプレイヤーのキャラクターパワーアップのための追加のスロットや、他の多くの効果もあります。

全体として、新しいゲームプレイシステムとキャラクターGPUのパフォーマンスのバランスを取るのは本当に難しいです。デザイナーが新しい武器や効果を追加するたびに(たとえば、キャラクターを凍結できるアイスキャノンなど)、ハイテクアートチームは、その新しい効果を安価に統合する方法を議論し、既存のフレームワークをできるだけ多くレバレバリングする必要があります。

ギア5のマルチプレイヤーコンポーネントをまだ見ていません。ただし、何が期待されるかという味のために、プレインナーンのギア5テクノロジーテストの報道をご紹介します。YouTubeをご覧ください

デジタルファウンドリー:動的解像度は、Gears of War 4のXbox Oneでの以前のパフォーマンスの鍵と、PCでの素晴らしいツールの鍵でした。これはGears 5でどのように変化しましたか?一時的な再建を利用していますか? Xbox One Base SystemsとXbox One Xのセットアップの違いは何ですか?

連合:Epicの一時的なアップスケーリング技術を利用することは、Gears of War 4が使用した標準的なアップスケーリングからの大幅な視覚的改善でした。 Native 4K Xbox One X(Xbox One/sで1080p)までレンダリングし、GPUの負荷に基づいて動的にスケーリングして、60fpsでロックされたままにします。ポストプロセスチェーンを常にネイティブ解像度(Xbox One/sで4K Xbox One xと1080p)で出力およびレンダリングし、ポストプロセスチェーンの前に発生するもののみをスケーリングします。解像度が内部的にスケーリングされている場合でも、フレームをシャープに保つことができます。

哲学的には、Xbox One Xの解像度のスケーリングを見るのははるかに困難です。これは、Xbox Oneの解像度スケーリングスウィングの解像度にもう少し敏感になる傾向があり、もう少し明らかです。最終的に、このテクニックにより、ゲームの全体的な視覚的忠実度を高めることができます。これにより、フレームをドロップすることなく、ボード全体でより高い視覚ベースラインを維持し、シーンからシーンへの変動、さらには極端なシナリオ(重いVFXバトルシーケンスなど)を吸収することができます。

PCでは、一時的な再建をサポートしています。最小FPSという設定を追加しました。これにより、ユーザーはゲームを(30、60、90fpsまたはなし)にレンダリングする最小フレームレートを選択できます。ゲームがそのフレームレートの下にドロップしていることを検出すると、ポストプロセスチェーンの前に動的にスケーリングされ、一時的なアップスケーリングを使用して、Gears of War 4の動的解像度機能よりも高品質で最終画像を再構築します。スケーリング範囲はによって決定されます。ゲームと画面解像度に基づいています。

デジタルファウンドリー:非同期コンピューティングはPCのオプションとして紹介され、Xbox One Xで使用され、特定のGPUアーキテクチャでパフォーマンスを抽出するための鍵であり、これはGears 5で変更されていますか?

連合:Gears of War 4では、リフレクションキャプチャアクターなど、いくつかのパスの非同期を実行しました。 Gears 5に多額の投資を行い、Async Computeでポストプロセスチェーン全体を実行しました。これは、一時的な高級のために常にネイティブの解像度で実行されていることを考えると、非常に理にかなっています。これにより、Xbox One XとXbox One SのすべてのMPモードで60fpsを使用して達成するためにさらに数ミリ秒が得られました。ギア5を計算して、それを実行できるようにします。また、GPUが現在のフレームの非同期ポストプロセスパスを完了している間に、次のフレームのベースパスが開始される延期プレゼントを追加しました。これらの同じ非同期計算最適化もPCでサポートされています。

すべてが始まった場所に戻ります - 2016年頃の連合のGears of War 4の報道 - スタジオのフランチャイズデビュー。YouTubeをご覧ください

デジタルファウンドリー:Gears of War 4は、光沢のあるスクリーンスペースの反射など、非常識な品質オプションを使用して、PCバージョンにいくつかのユニークな効果を提供しました。今回の非常識な品質設定は、それらが影響するさまざまな影響についてPCで何をしますか?

連合:Gears of War 4は、スクリーンスペースの反射と被写界深度のための非常識な設定をサポートしました。 Gears 5では、フィールドの深さを高品質にリファクタリングし、プロセスで非常識な設定を削除しました。非常識なスクリーンスペースの反射を保持し、それをダイナミックな影と体積霧に追加しました。非常識なスクリーンスペースの反射はまだ光沢がありますが、4Kで設定スケールを改善するためにいくつかの調整を行いました。非常識な体積霧は、画面空間のライトシャフトと見分けがつかないこのような高品質のレベルでボリュームフォグを実行するお気に入りの1つです。

私たちの影は、Gears of War 4の事前に焼かれた影よりもスケーラブルであるため、非常に高解像度のカスケードとスポットライトの影、高品質のレイトレースの影が遠くにあるため、非常識な影の品質設定がGears 5で驚くほどに見えます。最も顕著なのは、非常識な環境で遠くに見られる追加の詳細であり、スポットライトに追加のカスケードと余分な距離があります。

デジタルファウンドリー:Directx 12はDXRを通じてPCでRayトレースをサポートしており、プロジェクトScarlettはハードウェアレイトレースサポートを発表しました。UE4は、さまざまなレイトレースエフェクトのサポートも追加しました。 Gears 5またはCoalitionの将来のタイトルでのレイトレースの使用はどこにありますか?

連合:Gears 5では、すべてのプラットフォームで動作し、DXRまたは専用レイトレースハードウェアに依存しないGPUコンピューティングベースのレイトレース距離フィールドシャドウを使用しています。 DXRとProject Scarlettのネイティブハードウェアサポートの可能性に興奮しています。この時点で、私たちは将来の計画について話す準備ができていませんが、このエキサイティングな空間での新たなテクニックと革新に密接に従っています。

デジタルファウンドリー:画像の再構成技術がより一般的になっているため、コンソールのようなセットハードウェアを使用してシステムでレンダリングするネイティブ解像度のあなたの意見は何ですか?

連合:ネイティブの解像度とそのシンプルさと純粋さでゲームを実行するのが大好きですが、特に8Kゲームが次世代を見始めると、これはますます一般的になると感じています。時間的再構成技術は、特に高度な解像度で、視覚的な品質の損失を非常に困難な高品質の視覚システムを可能にする安価なパフォーマンスリターンを提供します。別の言い方をすれば、ピクセルのカウントは、Gears of War 4のようなゲームでは数年前に非常に有用なものでした。これは、画像の明確さを明確に示しているためです。再構成を使用するゲームでは、ピクセルカウントはメモをとるのは興味深いことだと思いますが、必ずしも非常に低いネイティブの解像度を見ない限り、最終的な出力の明確さを示すものではありません。

Gears 5に妥協したくなかったことの1つは、ネイティブ解像度で出力を実行することでした。パフォーマンス上の理由で必要に応じてネイティブの出力解像度からスケーリングできるようにするためのすべてのコントロールがありましたが、可能な限り最高品質のフレームを100%維持することを決定しました。さらに、時間のアップスケールの後、ネイティブ解像度でUIと多数の処理効果を常にレンダリングして、モーションブラー、ブルーム、トーンマッピングなどの鮮明なUIとピクセルあたりの高品質を確保します。

60fps Gears of Warを使用した連合の実験は、Xbox One XのGears 4のアップグレードで始まりました。これはまだチェックアウトする価値がありますが、続編はすべてを次のレベルに引き上げます。YouTubeをご覧ください

デジタルファウンドリー:Visualsの技術的な側面、またはGears 5の開発の経験は、特に誇りに思っていますか?

連合:上記のすべてのシステムとワークフローの改善を誇りに思っていますが、全体として、Gears of War 4よりも視覚的な品質を顕著に先取りすることができたと同時に、Xbox One Xと60fpsの60fpsにゲームを60fpsに押し上げた方法を最も誇りに思っています。 Xbox OneのMPモード。エンジニア、テクニカルアーティスト、アートチームとの間の大規模な協力的な努力であり、品質を妥協せずに品質を向上させながら、私たちが行ったすべての最前線に絶えず60fpsを維持しました。特に60fpsでCPUの実行を維持することについて、多くの新しいワークフローとテクニックを採用する必要がありました。

CPU最適化の取り組みは、専用のゲームサーバーに引き継がれ、サーバーシミュレーションレートを30Hzから60Hzに2倍にすることができます。これにより、Gears of War 4と比較して、マルチプレイヤーPVP(プレイヤー対プレーヤー)ゲームモードのエンドツーエンドの低レイテンシーネットワーキングが得られます。

Xbox One Xでのキャンペーンの60fpsをターゲットにすることは、スプリットスクリーンのパフォーマンス目標を達成できるようにするために重要であることが判明しました。 30fpsで3プレイヤースプリットスクリーンを使用してXbox Oneでキャンペーン全体を実行できなければなりませんでした。 GPUオーバーヘッド。 60fpsをターゲットにしていなければ、3人のプレーヤーのスプリット画面をどのように引き離したのかよくわかりません。

Xbox One S/XのGears 5でのHDRサポートを改善し、Windows 10でHDRのサポートを追加しました。Microsoftのファーストパーティ出荷ゲームのHDR/SDR画像のペアの大きなデータセットを使用して、機械学習を使用してトレーニングを使用しました。カラースペース変換用の逆トーンマッパー(Rec.2020)とギア5のHDR出力の最適なチューニング。もちろん、プレイヤーが特定のモニターの能力に対して出力をチューニングできるようにするゲーム内のキャリブレーションもあります。リアルタイムゲームだけでなく、参照画像に対してチューニングできます。

Gears 5を使用すると、私たちのすべての映画(Gears of War 4の要約とタイトルシーケンスを除く)は、リアルタイムでネイティブにレンダリングされます。過去には、これらは1080pビデオとしてロックされていました。 Gears 5では、映画はシステムにスケーリングし、Xbox One Xで4Kで実行され、ゲームプレイビジュアルとの連続性を提供するPCビデオオプションの品質設定に適応します。リアルタイム映画の全体的な視覚品質は、Gears of War 4であったオフラインレンダリングされた映画のビデオを覆していると感じています。私たちの非常に才能のある映画チーム、アニメーター、VFX、オーディオ、照明のアーティストは、さらに特別なものをさらに押し上げて提供するために使用することができました。

最終的に、技術テストのビジュアルに対する肯定的な反応を見ることは、その目標に向かって計画を立て、特にそれに合う素晴らしいテクノロジーを持っている場合、フレームレートを2倍にする必要がないことを2倍にする必要がないというアプローチの優れた検証でした。 Xbox One X。