„Unreal Engine 5“ sprendžia didžiausią kompiuterio grafikos problemą

Jo metu Nerealaus adreso būsena „GDC 2023“ parodoje „Epic“ paskelbė apie platų „Unreal Engine 5.2“ funkcijų rinkinį. Bet turbūt labiausiai svarbi funkcija atnaujintame variklyje nesusijusi su apšvietimu, geometrijos detalėmis ar spinduliu sekimas. Viskas priklauso nuo našumo.

Nerealus variklis žaidimai, teisingai ar neteisingai, per pastaruosius kelerius metus buvo siejami su mikčiojimu ir kliuviniais. Su naujuoju leidimu „Epic“ pagaliau išsprendžia problemą, todėl maniau, kad pats laikas išsiaiškinti, kodėl „Unreal“ žaidimai yra tokie dažniausiai rodo mikčiojimą, ką „Epic“ daro, kad išspręstų problemą, ir kada galime tikėtis, kad šios pastangos bus rodomos naujuose leidimuose.

Prisiminkite mikčiojimą

Per pastaruosius kelerius metus Unreal Engine tapo mikčiojimo sinonimu. Mes tai matėme vėl ir vėl, nuo 

Žvaigždžių karų Jedi: Kritęs ordinas į Paklydęs į Gothamo riteriai, ir juos visus sieja ta pati problema. Tai kompiliacijos mikčiojimas.

Paprastai girdėsite apie šešėlių kompiliavimo mikčiojimą, tačiau pastarojo meto kliūčių šaltiniai atsirado ne dėl atskirų šešėlių. Naujausioje grafikoje API kaip Vulkan ir „DirectX 12“, paketai, žinomi kaip „Pipeline State Objects“ (PSO), naudojami žaidimui pranešti apie jūsų GPU būseną. Viešojo ryšio paslaugų paskirtis – padaryti atvaizdavimą efektyvesnį, leidžiantį viename pakete susieti daugybę parametrų, įskaitant atspalvius, API ir GPU.

Tačiau jie kelia kitokią problemą. Kadangi VIAP yra tiek daug informacijos, naujos sukūrimas užtrunka ilgai (pagal į „Unreal“ dokumentus, 100 ar daugiau milisekundžių). Šis vykdymo laiko PSO kūrimas yra mikčiojimo šaltinis, kai variklis turi sugeneruoti naują PSO, kol jūs iš tikrųjų žaidžiate.

Siekiant kovoti su tuo, Unreal Engine galima naudoti PSO talpyklą. Taip sukuriama galimų VIAP talpykla, todėl žaidžiant žaidimą nereikia generuoti naujų, tačiau jie nėra tobuli. Kaip aiškina „Epic“, išankstinis PSO kaupimas gali „apsunkinti didelius projektus ir vis tiek palikti talpyklos spragų, dėl kurių gali kilti problemų“. Štai kodėl net žaidimuose, kurie iš anksto kompiliuoja atspalvius GPU, vis tiek retkarčiais pamatysite mikčiojimą (net jei jų nedaug ir tarp).

„Epic“ bando automatizuoti šį procesą rinkdama VIAP, o ne palikdama kūrėjams atsižvelgti į visus galimus GPU parametrus. Tai įjungta „Epic“ viešasis kelių žemėlapis, bet dabar galima tik eksperimentinė versija. „Unreal Engine 5.2“ tikslas yra pagerinti PSO talpyklą, kad būtų dar labiau sumažintos kliūtys.

Viskas Fortnite

„Unreal Engine 5“ yra daug kuo jaudintis (apie tai pakalbėsiu toliau), tačiau kol kas neturime aiškaus požiūrio į variklio veikimą. Iki šiol jis buvo naudojamas tik technologijų demonstracinėse versijose ir Fortnite tarp pagrindinių leidimų. Net tokie žaidimai Redfall kurie žadėjo panaudoti Unreal Engine 5, atsitraukė į Unreal Engine 4.

Kad būtų aišku, Unreal Engine 4 įrankiai leidžia kūrėjams optimizuoti savo žaidimus, kad būtų išvengta mikčiojimo. Atominė širdisyra vienas iš daugelio to pavyzdžių. Tačiau dėl sudėtingos VIAP padėties žaidimo metu gali kilti problemų, o „Epic“ automatizuotas PSO rinkimas buvo pristatytas tik Unreal Engine 5.1 versijoje.

Nors džiaugiuosi matydamas, kad „Epic“ tiesiogiai sprendžia šią problemą, dar nematėme automatinio PSO talpyklos proceso. Iš mažesnių komandų išleidžiant sudėtingesnius, įvairesnius leidimus, didėja VIAP generavimo paklausa, o kliūčių ir mikčiojimo galimybė tampa vis didesnė.

Tai ypač aktualu žaidimams, kuriuose yra spindulių sekimas, nes Unreal Engine 5 nepalaiko PSO talpyklos spindulių sekimas VIAP. Kaip „Nvidia“ paaiškina, galima paskirstyti spindulių sekimo PSO kūrimo darbus kelioms gijomis, tačiau tai nebūtinai reiškia, kad kūrėjai naudos šį procesą.

Dar daug kuo jaudintis

Mes vis dar turime pamatyti automatizuotą PSO rinkimą Unreal Engine 5, bet iš tikrųjų variklyje yra daug kuo jaudintis. Visų pirma, Lumen. Apšvietimas yra nepaprastai svarbus grafiniam tikslumui, o brangios technikos, pvz., kelio apšvietimas, demonstruojamos Portalas RTXyra griežti techninei įrangai. Lumen padalija skirtumą.

Lumen naudoja spindulių sekimą, tačiau tai labai optimizuota forma spindulių sekimas. Užuot kruopščiai skaičiuojęs begalinius detalių objektų atšokimus, Lumen naudoja abstrakcijas apskaičiuoti apšvietimą daugumai scenos, tik pagal numatytuosius nustatymus detalus apšvietimas, esantis arčiausiai fotoaparatas. Šis optimizavimas leidžia „Lumen“ veikti su programine įranga spindulių sekimas, atsisakant būtinybės turėti skirtą spindulių sekimas greitintuvai ant jūsų vaizdo plokštė.

Rezultatai jau aiškūs. Fortnite veikia konsolėse su „Lumen“ 60 kadrų per sekundę (kadrų per sekundę) greičiu ir atrodo stulbinančiai kompiuteryje, net Fortnite'animacinių filmų pasaulis.

Nanitas veikia kartu su Lumen. Tai virtualizuota geometrijos sistema, kurioje yra labai detalūs, labai suspausti tinkleliai, kuriuos galima koreguoti žaidimo metu. Iš esmės tai sudėtingas detalumo lygis (LOD), skirtas tinkleliams, kurie automatiškai keičia detalius ir neaiškius tinklelius, priklausomai nuo to, kur žiūri kamera.

Dar svarbiau, kad „Nanite“ veikia pagal savo atvaizdavimo leidimą, todėl jis nėra įtrauktas į tradicinį GPU vamzdyną. Tai reiškia, kad jūsų žaidimo eiga išlieka sklandi, net kai „Nanite“ keičia tinklo sudėtingumą. Tarp Nanite ir Lumen turite dvi vizualiai įspūdingas, skaičiavimo požiūriu efektyvias funkcijas, kurios padidina grafinio tikslumo kartelę.

Vis dėlto „Epic“ pasidalijo daugiau savo pranešimo „State of Unreal“ metu. Substratas yra nauja Unreal 5.2 medžiagų sistema, apimanti išsamesnį šešėlių valdymą. „Epic“ tai demonstravo naudojant opalinę paviršiaus medžiagą, demonstruojančią kelis sluoksnius ir tikslią šviesos refrakciją.

Naujoji procedūrinio turinio generavimo sistema (PCG) taip pat yra įdomi, net jei ji nėra tiesiogiai susijusi su vaizdo tikslumu. Turėdamas ribotą įvestį, PCG gali generuoti naujus objektus, kad kūrėjai galėtų greitai sukurti pasaulius su aukšto lygio detalumu. Tai įdomu platesniems pasauliams, kuriems nereikia menininko prisilietimo prie kiekvieno kampo.

Yra daug daugiau – nuo ​​„MetaHuman“ pažangos iki visiško „Unreal Engine“ kelio sekimo. Tai įdomu, tačiau mikčiojimo problemos, dažniausiai susijusios su „Unreal Engine“ leidimais, išlieka. Tikimės, kad „Epic“ pažanga PSO talpykloje gali apeiti šią problemą, tačiau dar neturime daug „Unreal Engine 5“ žaidimų, kad pamatytume, kaip ši sistema veikia.

Šis straipsnis yra dalis ReSpec – kas dvi savaites nuolatinis stulpelis, kuriame pateikiamos diskusijos, patarimai ir išsamios ataskaitos apie kompiuterinių žaidimų technologijas.

Redaktorių rekomendacijos

• Bandžiau iš naujo išgyventi pamirštą Halo palikimą kaip Mac franšizę – ir tai buvo nelaimė
• Išskirtinės PC partnerystės pralaimi visi
• Blogiausi visų laikų kompiuterių prievadai ir kodėl jie buvo tokie blogi
• Kaip generatyvus AI sukurs žaidimus su „platesniu, didesniu ir gilesniu pasauliu“
• „Žvaigždžių karų Jedi“: „Survivor“ „Steam“ peržiūrima kaip „visiškas šūdas“ kompiuterio prievadas