Unreal Engine 5 ratkaisee PC-grafiikan suurimman ongelman

Sen aikana Unreal-osoitteen tila GDC 2023:ssa Epic julkisti laajan valikoiman ominaisuuksia Unreal Engine 5.2:lle. Mutta ehkä eniten Päivitetyn moottorin tärkeä ominaisuus ei liity valaistukseen, geometrian yksityiskohtiin tai säteeseen jäljittäminen. Kaikki on kiinni suorituskyvystä.

Epätodellinen moottori pelit, oikeutetusti tai väärin, on liitetty änkytykseen ja hankaluuksiin viime vuosina. Uuden julkaisun myötä Epic ratkaisee vihdoin ongelman suoraan, joten ajattelin, että oli korkea aika selvittää, miksi Unreal-pelit niin Näytä yleensä änkytystä, mitä Epic tekee ratkaistakseen ongelman ja milloin voimme odottaa näiden ponnistelujen näkyvän uusissa julkaisuissa.

Muista änkytys

Muutaman viime vuoden aikana Unreal Enginestä on tullut synonyymi änkimiselle. Olemme nähneet sen yhä uudelleen ja uudelleen, alkaen 

Star Wars Jedi: Fallen Order to Hajallaan to Gotham Knights, ja niillä kaikilla on sama yhteinen ongelma. Se on kokoelma änkytystä.

Yleensä kuulet shader-kokoelman pätkimisestä, mutta viimeaikaiset häiriölähteet eivät johdu yksittäisistä varjostimista. Viimeaikaisissa grafiikoissa API: t, kuten Vulkan ja DirectX 12, paketteja, jotka tunnetaan nimellä Pipeline State Objects (PSO), hyödynnetään kertomaan pelille GPU: n tilasta. PSO: iden tarkoituksena on tehostaa renderöintiä, mikä mahdollistaa kymmenien parametrien, mukaan lukien varjostimet, liittämisen API: n ja GPU: n välille yhdessä paketissa.

Ne tuovat kuitenkin esiin toisenlaisen ongelman. Koska julkisen palvelun velvoitteet sisältävät niin paljon tietoa, uuden luominen lennossa kestää kauan Unrealin dokumentaatioon, 100 tai enemmän millisekuntia). Tämä ajonaikainen PSO-luonti on änkytyksen lähde, jossa moottorin on luotava uusi PSO, kun itse pelaat.

Tämän torjumiseksi PSO-välimuisti on saatavilla Unreal Enginessä. Tämä luo välimuistin mahdollisista PSO: ista, joten uusia ei tarvitse luoda pelatessasi peliä, mutta ne eivät ole täydellisiä. Kuten Epic selittää, PSO-precaching voi olla "raskaita suurille projekteille ja silti jättää välimuistiin aukkoja, jotka aiheuttavat häiriöitä". Siksi jopa peleissä, jotka esikääntävät varjostimia grafiikkasuorittimeen, näet silti ajoittain änkytystä (vaikka niitä olisi vähän ja kaukana välillä).

Epic yrittää automatisoida tämän prosessin keräämällä julkisia palveluja sen sijaan, että jättäisi kehittäjien vastuulle kaikki mahdolliset GPU-parametrit. Se on päällä Epicin julkinen tiekartta, mutta nyt on saatavilla vain kokeellinen versio. Unreal Engine 5.2:ssa tavoitteena on parantaa PSO-välimuistia kitkojen vähentämiseksi entisestään.

Kaikki Fortnitelle

Unreal Engine 5:ssä on paljon jännittävää (käsittelen niistä seuraavaksi), mutta meillä ei ole vielä selkeää näkemystä moottorin toiminnasta. Toistaiseksi sitä on käytetty vain teknisissä demoissa ja Fortnite suurten julkaisujen joukossa. Jopa pelejä kuten Redfall jotka lupasivat hyödyntää Unreal Engine 5:tä, ovat siirtyneet Unreal Engine 4:ään.

Selvyyden vuoksi Unreal Engine 4:n työkalut antavat kehittäjille mahdollisuuden optimoida pelinsä pätkimisen välttämiseksi. Atomi sydänon yksi monista esimerkeistä siitä. Mutta PSO: iden monimutkainen tila on jättänyt oven auki pelin aikana, ja Epicin automatisoitu PSO-keräys otettiin käyttöön vasta Unreal Engine 5.1:ssä.

Vaikka olen iloinen nähdessäni Epicin käsittelevän ongelmaa suoraan, emme ole vielä nähneet automaattista PSO-välimuistia prosessissa. Mitä monimutkaisempia ja monipuolisempia julkaisuja tulee pienemmiltä tiimeiltä, ​​PSO-sukupolven kysyntä kasvaa, ja mahdolliset kiinnitykset ja änkytykset lisääntyvät.

Tämä koskee erityisesti pelejä, jotka sisältävät säteen jäljitys, koska Unreal Engine 5 ei tue PSO-välimuistia säteen jäljitys julkisia palveluja. Kuten Nvidia selittää, on mahdollista jakaa säteenseuranta PSO: n luontityö useille säikeille, mutta se ei välttämättä tarkoita, että kehittäjät käyttävät tätä prosessia.

Vielä riittää jännittävää

Meidän on vielä nähtävä automatisoitu PSO-keräys Unreal Engine 5:ssä, mutta itse asiassa moottorissa on paljon jännittävää. Ensinnäkin Lumen. Valaistus on erittäin tärkeä graafisen tarkkuuden kannalta, ja kalliita tekniikoita, kuten polkujäljitettyä valaistusta, esitellään Portaali RTXovat kovia laitteiston suhteen. Lumen jakaa eron.

Lumen hyödyntää säteen jäljitystä, mutta se on erittäin optimoitu muoto säteen jäljitys. Lumen käyttää abstraktioita sen sijaan, että se laskee huolellisesti äärettömät pomppaukset yksityiskohtaisissa kohteissa laskea valaistus suurimmalle osalle kohtausta, oletusarvoisesti vain yksityiskohtainen valaistus, joka on lähimpänä kamera. Tämä optimointi mahdollistaa Lumenin käytön ohjelmiston kanssa säteen jäljitys, luopuminen tarpeesta olla omistautunut säteen jäljitys kiihdytintäsi näytönohjain.

Tulokset ovat jo selvät. Fortnite toimii konsoleissa, joissa on Lumen nopeudella 60 kuvaa sekunnissa (fps), ja se näyttää upealta PC: llä, jopa Fortnite'sarjakuvamaailma.

Nanite toimii yhdessä Lumenin kanssa. Se on virtualisoitu geometriajärjestelmä, joka sisältää erittäin yksityiskohtaisia, erittäin pakattuja verkkoja, joita voidaan säätää pelin aikana. Se on pohjimmiltaan monimutkainen Level of Detail (LOD) verkkoille, joka vaihtaa automaattisesti yksityiskohtaisten ja epämääräisten verkkojen välillä riippuen siitä, mistä kamera katsoo.

Vielä tärkeämpää on, että Nanite toimii omalla renderöintipassilla, joten se ei ole kiinni perinteisessä GPU-putkistossa. Tämä tarkoittaa, että pelaamisesi pysyy tasaisena, vaikka Nanite vaihtaisi verkon monimutkaisuutta. Naniten ja Lumenin välillä sinulla on kaksi visuaalisesti vaikuttavaa, laskennallisesti tehokasta ominaisuutta, jotka nostavat graafisen tarkkuuden rimaa.

Epic jakoi kuitenkin enemmän State of Unreal -puheessaan. Substraatti on uusi materiaalijärjestelmä Unreal 5.2:ssa, joka sisältää yksityiskohtaisemman varjostimen ohjauksen. Epic esitteli tämän opaalipintamateriaalilla, joka esitteli useita kerroksia ja tarkan valon taittumisen kaikkialla.

Uusi Procedural Content Generation Framework (PCG) on myös jännittävä, vaikka se ei suoraan liity visuaaliseen tarkkuuteen. Rajoitetulla syötteellä PCG voi luoda uusia objekteja, joiden avulla kehittäjät voivat rakentaa nopeasti maailmoja, joissa on korkea yksityiskohta. Se on jännittävää laajemmille maailmoille, jotka eivät tarvitse taiteilijan kosketusta joka kolkassa.

Siellä on paljon muutakin, MetaHumanin edistysaskelista täydelliseen polun jäljitykseen Unreal Enginessä. Se on jännittävää, mutta Unreal Enginen julkaisuihin yleisesti liittyvät pätkivät ongelmat ovat edelleen olemassa. Toivottavasti Epicin edistysaskel PSO-välimuistissa voi ohittaa tämän ongelman, mutta meillä ei ole vielä paljon Unreal Engine 5 -pelejä nähdäksemme, kuinka järjestelmä toimii.

Tämä artikkeli on osa ReSpec – jatkuva kahdesti viikossa ilmestyvä kolumni, joka sisältää keskusteluja, neuvoja ja perusteellista raportointia PC-pelaamisen taustalla olevasta tekniikasta.

Toimittajien suositukset

• Yritin kokea Halon unohdetun perinnön uudelleen Mac-franchising-pelinä – ja se oli katastrofi
• Yksinoikeudellisissa PC-kumppanuuksissa kaikki häviävät
• Kaikkien aikojen huonoimmat PC-portit – ja miksi ne olivat niin huonoja
• Kuinka generatiivinen tekoäly luo pelejä, joissa on "laajemmat, suuremmat ja syvemmät maailmat"
• Star Wars Jedi: Survivor on pommitettu Steamissä "totaalisen paskan" PC-portiksi