Crytek の Neon Noir デモ: RTX を分析しないレイ トレーシング

ハードウェア アクセラレーション レイ トレーシングを使用したゲームが初めて市場に登場してからほぼ 1 年が経過しましたが、ソニーとマイクロソフトの両方の次世代コンソールにハードウェア サポートが組み込まれており、RT テクノロジの使用が勢いを増し続けていることは明らかです。しかし、今年初めに公開された Crytek の Neon Noir デモは眉をひそめました。ここで私たちが見ていたのは、Vega 56 によって提供され、依然として非常にパフォーマンスの高いソフトウェア駆動の RT でした。私たちは公開に先立ってこのデモをテストしてきましたが、その結果は興味深いものでした。

核心に迫るために、このデモでは DirectX 11 を利用しており、特定のレイ トレーシング ハードウェアは必要ありません。むしろ、このバージョンのレイ トレース反射は、Crytek の成熟したスパース ボクセル オクツリー グローバル イルミネーション テクノロジを新しいスピンで活用し、拡散ライティングを生成できるシーンの簡略化されたバージョンを提供すると同時に、光沢のある反射を与えるコーン トレーシングとして知られる技術を介してトレースされます。ただし、この手法には限界があります。移動またはスキンされたアニメーション オブジェクトのキャプチャに問題があり、生成される鏡面反射はピクセル精度が高くありません。

ここでネオン ノワールが登場します。ボクセル コーン トレーシングとキューブマップからの情報に加えて、ネオン ノワールは、レイ トレースされたジオメトリックの鏡面反射も上部に注入します。この幾何学的レイ トレーシングは、デモで見られる飛行ドローンのような移動オブジェクトを処理し、ピクセル精度の反射と実際の自己反射を可能にします。

これは、DXR や Vulkan API のレイ トレーシング機能を使用しない完全なソフトウェア ベースのソリューションであるため、Nvidia の Turing アーキテクチャの RT コアや、実際に AMD が備えている同等のハードウェアなど、これらの API の利点を利用することはできません。開発中。 DX11 を介してコンピューティング シェーダー上で実行されるため、より最新の GPU で動作することになります。ただし、Battlefield 5 や Quake 2 RTX などのゲームを使用した独自のテストからわかるように、高速化する専用のハードウェアがなければ、レイ トレーシングは計算コストが高くつきます。

Neon Noir は、パフォーマンスを維持するために重要ないくつかのスマートなショートカットを作成します。 1 つ目は、三角形で構成されるオブジェクトが実際にレイ トレースされる距離です。デモでは、これは明らかに制限されています。トライアングル レイ トレースによる反射の限られた距離は、長いショットでより明白になるため、さらに遠くにあるオブジェクトの反射はキューブマップまたはボクセル コーン トレースによって処理され、明らかに詳細度やダイナミックさが低下します。

最適化の 2 番目の領域は、表現される反射のタイプから発生します。より粗いサーフェスではまだ反射があり、レイ トレースされた反射は発生しません。パフォーマンスを向上させるために、より多くの鏡のような反射のみが維持されます。これは、より鏡のような表面のみに反射を制限することで、Battlefield 5 の低および中設定がどのように機能するかに似ています。

もう 1 つの最適化は、オブジェクトの詳細度が低い低ポリゴン バージョンを使用して特定のオブジェクトをトレースする方法です。デモには、反射した薬莢の素晴らしいショットがありますが、もう少し詳しく見てみると、実際の物体よりも薬莢の反射で丸みがはるかに小さく、したがってパフォーマンスが節約されていることがわかります。さらに大幅な速度向上は、再帰的リフレクションの処理方法、つまりリフレクションのリフレクションの処理方法によってもたらされます。デモからわかる限り、ここではより単純なキューブ マップが使用されています。このタイプのエフェクトはハードウェア アクセラレーションを使用しても実行が難しいため、これは十分に理解できます。

明らかな最適化の最後の領域は、レイ トレースされた反射がレンダリングされる解像度によって決まります。ネオン ノワールには超高品質のプリセットが同梱されており、前者は 4 分の 1 解像度の反射 (例として 4K シーンのネイティブ 1080p) を選択します。非常に高い場合は、さらに低い解像度 (おそらくネイティブ解像度の 8 分の 1 程度) にシフトダウンします。ここではフィルタリングが重く、正確なカウントは困難ですが、パフォーマンスを向上させるために使用されるテクニックは理にかなっています。

すべてを締めくくるのは、デモの基本アセットの作成方法です。少数の移動オブジェクトのみが存在する閉ざされた通りは、Crytek がここで選択したレンダリング設定に有利です。開発者と話したり、レイ トレーシングに関するプレゼンテーションを読んだりすることで、アニメーション化されたオブジェクトや移動するオブジェクトの表現をフレームごとに更新すること自体が非常にコストがかかる可能性があることがわかっています。そのため、このシーンにはそれらがほんの一握りしかないため、間違いなく負荷が軽くなります。 GPU。

それでも最終結果は非常に印象的で、特にウルトラ RT を有効にすると、動いているときは素晴らしく見えます。デモ用に作られた環境は、画面外の情報が実際に考慮されることの威力を示す素晴らしいショーケースです。これらのネオンサインや水たまりはすべて反射に表示され、カメラが動いても消えません。これは標準では間違いなく起こります。スクリーン空間の反射。

このページの膨大なベンチマークが示すように、Neon Noir は見た目が良いだけでなく、動作も良好です。ウルトラ設定の 1440p では、RTX 2070 Super と RTX 2060 Super はデモの大部分で 60fps ライン付近を何とか維持しており、RTX 2060 はそのすぐ下にあります。最大のディップは、地面にある貝殻のように、画面が反射面で満たされるときに発生します。その組み合わせに Nvidia のハイエンド GPU を追加すると、厳しいシェル ケーシング シーンを見ても、RTX 2080 Super はベンチマークのすべてのポイントで 60fps を超えるパフォーマンスを発揮します。

AMD の結果は、特に Radeon 7 のパフォーマンスが RX 5700XT よりも優れている場合、やや不可解です。相対的に言えば、Navi のパフォーマンスは GCN を大幅に上回っています。 Nvidia Pascal でさえ、Vega に対してわずかながら有利なようです。多くのゲームでは、GTX 1070 は Vega 56 よりも優れていますが、Crytek のレイ トレーシング デモでは、平均フレームレートは同じで、最低スコアが 1% 改善されています。

レイ トレーシングを非常に高い設定に下げると、アーキテクチャ間で大幅な違いが見られます。 RTX 2070 Super に代表されるように、より大型の Turing プロセッサではパフォーマンスが約 15 パーセント向上しますが、RDNA ではウルトラよりも非常に高い設定を利用して 19 パーセントの大幅な向上が見られます。パフォーマンスが向上したにもかかわらず、ここでの通常の候補である RTX 2070 Super と RX 5700 XT は依然として、非 RT ゲームでの通常のパフォーマンスと一致しない根本的なパフォーマンスの違いを示しています。要約すると、私の感覚では、特定のアーキテクチャが他のアーキテクチャよりもこのスタイルのレイ トレーシングに適しているということですが、この技術は間違いなく Nvidia ハードウェアの新旧に適しているようです。そして、Turing では RT コアがこのバージョンでは触れられていないことを思い出してください。ほんのわずかな。

結局のところ、ここでの結果は興味深いものであり、レイ トレーシング全般の将来について私に疑問を抱かせます。 AMD の RDNA テクノロジが、今後の Navi カード、または実際に次世代コンソールでレイ トレーシング ハードウェア サポートを取得した場合、そのようなタスクでどのように動作するのでしょうか? API、メソッド、ドライバーはそこでは異なるため、おそらくこれらの結果から予測できることはあまりありません。

しかし、この形式のレイ トレース反射をサポートする CryEngine テクノロジの基本的なアイデアは、非常に興味深いものです。 Crytek 自体によると、ニアフィールド アンビエント オクルージョンとシャドウもサポートするように拡張できるとのことです。これは、開発者が取り組んでいることを心から願っている Crysis リメイクにとって良い前兆です (最近のテクノロジー トレーラーで大きく示唆されています)。ただし、短期的には、このテクノロジーが DXR または Vulkan Ray Tracing に移植されて、さらに高速に実行できるようになることを強く望んでいます。そのため、CryEngine 自体は、避けられないハードウェア アクセラレーションの将来に向けて完全に準備されています。

一方で、概念実証としての Neon Noir デモは魅力的です。 Crytek は、適切なパフォーマンスを実現するエントリー レベルの GPU として GTX 1070 または Vega 56 を推奨していますが、DX11 をベースにしているため、手元にあるほぼすべてのもので動作するはずです。チェックしてみてください。これは魅力的なデモです。レイ トレーシングがもたらす課題に対する完全なソフトウェア ソリューションではないかもしれませんが、比較的控えめなグラフィックス ハードウェアで良好な結果をもたらす、間違いなく高性能で印象的なデモです。