トリプル A のファーストパーティの大ヒット作の重要性を過小評価することはできません。コンソール ハードウェアを限界まで押し上げるエクスペリエンスを生み出すために、膨大な量の時間、資金、労力が集中しています。さらに、これらのタイトルに見られる技術革新は開発コミュニティと共有されることが多く、タイトル全体の技術的品質が向上します。言うなれば、すべての船が浮かぶ上げ潮です。 Coalition の Gears 5 も同様です。この素晴らしいリリースは、Xbox One ハードウェアに対する期待を再定義すると同時に、私たち (そして他の多くの!) がこの世代で最も優れた PC 移植の 1 つであると信じているものを提供します。
The Coalition のテクニカル アート ディレクターの Colin Penty とスタジオのテクニカル ディレクターの Mike Rayner によるこの詳細な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どのようにさらに反復してカスタマイズしながら、同時に最新かつ最高のイノベーションを統合したかについて説明します。エピックがゲームに戻ってきました。また、フレームレートを 30fps から 60fps に倍増するというスタジオの意図が、ビジュアル品質自体を損なうことなく、むしろ Gears of War 4 よりも向上させるさまざまな変更をどのようにもたらしたかもわかります。
そして、動的解像度や画像再構成技術に対するネイティブ レンダリング解像度の重要性についての議論もあります。 Infinity Ward の今後の Call of Duty: Modern Warfare のようなタイトルで見られる種類の作業と並行して、The Coalition はレンダリング解像度に対する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 で行われた作業から進化および改善しています。しかし、これはどのように行われるのでしょうか。また、全体的な画質を把握するために設定された数値 (または数値の範囲) を使用するという点で、ピクセル数をカウントする時代は終わりに近づいているのでしょうか?
私たちは、コンソールの 1 つの世代が終わり、次の世代への移行というエキサイティングな時期を迎えています。これらの終焉または時代のファーストパーティ タイトルは、ソニー製であろうとマイクロソフト製であろうと、今日のテクノロジーが限界まで押し上げられていることを示すだけでなく、次の世代への布石としても役立ちます。コーヒーを飲み、座って、Xbox One の最高の技術成果の 1 つについての独自の洞察を得る準備をしてください。
Digital Foundry: Gears of War 4 は、リリース当時、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。それ以来、UE4 は Gears 5 の開発中に進化し、ボリューム フォグ、ディスタンス フィールド シャドウ/GI、より高速な被写界深度、パララックス オクルージョン マッピング、より優れた GPU テッセレーション サポートなどを追加しました。The Coalition が Gears 5 に統合した UE4 の新しい機能とどこが一番よく見えるのは？
The Coalition: Gears 5 は、UE4 の最新のレンダリング機能を多数利用しており、これにより、時間的アップスケーリング、ボリュメトリック フォグ、ディスタンス フィールド、レイ トレースされたシャドウの計算、スペキュラーのベント法線など、Gears of War 4 以降にオンラインになったテクノロジーへのアクセスが可能になります。閉塞。
ゲーム内でカスケード シャドウ マップを超えてレイ トレース シャドウを計算して、ゲーム内で完全に動的なシャドウを使用できるようにします。これにより、LOD 品質、テクスチャ メモリの使用量、ディスク容量が向上し、もちろん可動シャドウも可能になります。レイ トレースされたシャドウは、各静的メッシュの距離フィールド表現を利用します。
すべての主要キャラクターは法線マップと AO マップを曲げており、非常に「気密な」方法で光り、光漏れがありません。金属鎧（光沢あり）を使用するキャラクターを使用する三人称ゲームでは非常に役立ちます。私たちはマップに対してキャンペーン全体を通してボリュームフォグを使用しており、エスケープモードではそれを「毒」効果で活用しています。新しく改良された被写界深度は、すべてのシネマティックスとフロントエンド全体で使用されます。 Gears of War 4 が PC の非常に高い品質で使用していた DOF よりも優れており、4 倍高速なので Xbox で実行できます。
UE4 にパッケージ化されたエフェクトや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、独自のボリューム ライティング ソリューション、スクリーン スペース シャドウ、選択したスポット ライトからの動的 GI 用の反射シャドウ マップからの仮想ポイント ライトなど、多くの特注エフェクトが含まれていることが注目に値します。 /懐中電灯など。The Coalition によって Gears 5 に追加されたテクニックやエフェクトの例にはどのようなものがありますか?また、どれが戻ってきましたか? Gears 5 のリアルタイム カスケードへの移行に伴い (Gears of War 4 は Xbox One S でオブジェクトごとのシャドウを使用しました)、私たちは画面スペースのシャドウへの依存を減らし、可能な限りカスケードを使用したいと考えました。
Gears 5 では GPU ベースのパーティクルを大幅に推し進めたため、Rare の GPU スポーン テクノロジーを統合しました。これにより、CPU へのパーティクルの負担が軽減され、Xbox One X で 60fps を達成することができました。エスケープ ヴェノム エフェクトは、驚くほど複雑なエフェクトでした。これは、Xbox One の Escape で 60fps で手続き的に生成されたマップを流れます。私たちはマップ全体でボリューム フォグを動的に移動できるカスタム システムを開発しましたが、空気中に何千もの「毒」パーティクルを実行してパフォーマンスを維持できる新しいパーティクル システムも開発する必要がありました。そこで、私たちは Swift Particles と呼ばれる、CPU パフォーマンスのオーバーヘッドがゼロの頂点シェーダーを使用した新しいパーティクル システムを開発しました。これは、Venom だけでなく、すべての環境 VFX にも使用しました。
私たちは Swift Particles のアイデアをさらに活用し、頂点シェーダーを使用してオブジェクトを破壊できる Swift destroy と呼ばれる新しいシステムを作成しました。 Maya で実行する Houdini エンジン ツールがあり、メッシュを事前に破砕します。オブジェクト上にある破砕ポイントの量を監視する必要がありました。レベルを上げすぎると、実際に GPU に衝突してしまいます。ただし、全体的には、これにより、CPU パフォーマンスのオーバーヘッドが発生しない非常に高密度の破壊瞬間が作成されます。
私たちは、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 ペイント システムを開発しました。これにより、光源/マテリアルごとに GPU で得られる標準のボリューム フォグ注入コストをバイパスすることができました。支払いは注入コストのみです。一度。また、すべてのレベルの高さマップを動的に生成し、それをボリューム フォグ ペイント システムに入力して、地面フォグの量をダイヤルインまたはダイヤルアウトできるようにします。場合によっては、シェーダー内で偽の GI にもこの高さマップを使用することがあります。
私たちはカスタムの計算テッセレーション シェーダーを作成しました。これにより、非常に高周波のテッセレーション サーフェスを生成し、60fps でコストを吸収するためにテッセレーションを非同期で実行できるようになりました。高コストのため視差オクルージョン マッピングを行わないことを選択し、代わりに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。これにより、実際には POM (ステッピングなし) よりも高品質が得られ、はるかに高速に実行されます。また、マテリアルごとにテクスチャをベイクアウトする必要があるカスタム マテリアル マスキング システム (略して MMS – Siggraph 2017 で発表) にもうまく適合するため、コーン ステップ マップも事前計算します。
もともと Halo 5 用に開発され、Gears of War 4 でも使用されていたカスタム ジオキャッシュ システムをそのまま使用しました。このテクノロジーにより、Houdini などのツールで大規模で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、ゲーム内のリアルタイムの大規模なセットプレーの破壊の瞬間の多くで使用されているのがわかります。 Gears of War 4 のマテリアル マスキング システムを強化および改良し、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。これにより、テッセレーションやコーン ステップ マッピングのためのある程度の余裕を備えた、より複雑なレイヤード マテリアルを作成できるようになりました。
Digital Foundry: Gears of War 4 には、リアルな肌、髪 (特にデルモント ウォーカー)、および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。Gears 5 では、特に顔自体に関して、この領域が著しく改善されているように見えます。ここにはどのような技術的/芸術的な変化が反映されていますか?
The Coalition: 私たちは Gears 5 のキャラクターに多額の先行投資を行い、その結果に本当に満足しています。顕著な飛躍を遂げるのに本当に貢献したのは、資産の改善と新しいテクノロジーの組み合わせでした。まず、ヒーロー キャラクターの三角形の数を Gears of War 4 より 50% 増やすことに決め、その後、顔の形、しわ、血流領域をすべてクリーンアップして、その過程で品質を大幅に向上させました。次に、デュアル ローブ スペキュラを追加し、後方散乱コンポーネントを改善することで、スキン シェーダを改善しました。
また、動的な虹彩コースティクス、適切なサブサーフェス スキャッタリング、AO マップ、その他のマイクロ ジオメトリの追加により、アイ シェーダを大幅に強化し、Gears 5 での顔のアニメーション キャプチャに Faceware の使用に切り替えました。アクターの顔のアニメーションをキャプチャします。モーキャプ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作業で調整され、パフォーマンスに命を吹き込みました。オーサリング、マテリアル調整、ヘア AO マップのベイクアウト用のアーティスト ツールを改善することで、ヘア (デルを含む!) を改善しました。コアのヘア シェーダは Gears of War 4 から変更されていません。
Digital Foundry: バイオーム、天候の種類、場所がさらに多くなった場合、どのような技術的な変更やアート パイプラインの変更が必要でしたか?トレーラーを見て PC ベンチマークを見ると、雪や砂の変形が存在し、葉がかなりダイナミックに見えます。
The Coalition: Gears 5 におけるコンテンツの本当の課題は、確かに規模と多様性です。私たちの大規模なオーバーワールド マップには、Gears of War ではこれまで対処する必要のなかったレベルのスケールが含まれています。そのため、そのサイズに対処するための新しいワークフローと技術を生成する必要がありました (完全にダイナミックなシャドウがその例です)。このゲームに雪と砂を使用することは、コンテンツ作成の観点からは困難であり、高品質の砂と雪のマテリアルを作成するだけでなく、それらを動的に変形する必要がありました。
私たちは、マップの広い領域を変形し、長時間変形が消えないようにするカスタム変形システムを作成しました。この変形に対してテッセレーション シェーダを実行して、プレイヤーの足の周囲に十分な解像度を確保してリアルに見えるようにし、変形点でマテリアル ブレンドを行います。遠方では、これらの三角形にテッセレーションを実行する余裕はないため、マテリアル内に法線マップを動的に生成し、距離に基づいてブレンドします。
水の波紋やキャラクターの周囲を移動する植生などについては、これに対するアンチャーテッド 4 のアプローチからインスピレーションを受けました。そこで、マテリアルに動的に影響を与えることを可能にするバッファーにパーティクルを生成する同様のアプローチを実装しました。これは一時的な効果に最適です。
Digital Foundry: Gears 5 は、グラフィック プレゼンテーションにおいて厳格なリアリズムに準拠しておらず、幻想的なマテリアルとプロポーションを備えていますが、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、アセット/テクスチャおよびマテリアルのオーサリングは変更されますか?
連合：ある程度はそうです。私たちのマテリアルはほとんど現実に基づいている傾向がありますが、オブジェクトはそうではありません。そのため、小道具などのアセットを生成するために写真測量に依存することはできません。私たちは、いくつかの大まかなサンプル アセットを構想または収集してから、それらを「Gearsify」する傾向があります。これには通常、金属の装飾品を使用して、より分厚く、汚く、使い古され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含むアートバイブルがあります。
マテリアルについては、Gears of War 4 よりもオブジェクトに真実味を感じてもらいたかったので、初めてコンテンツ チームを共有マテリアル ライブラリに移動しました。そのため、データベースに 25 個の「鋼」の順列が存在することはなくなりました。代わりに、事前に構築されたスチールマテリアルをマスクしてレイヤー化するだけでアセットを生成します。これにより、特にアウトソーシング ベンダーとの拡張を検討している場合に、より一貫性のある高品質のアセットが可能になりました。アセットの事前作成時間はわずかに増加しましたが、アセットの反復回数は大幅に減少し、時間を節約できました。
また、Gears 5 では、マテリアルの詳細なマップをさらに詳しく検討しました。このゲームが 4K で動作する Xbox One X タイトルであることを知って、Gears of War 4 からホールドアップまでテクセル密度を高める必要があることはわかっていました。結果には本当に満足しています。
Digital Foundry:Gears of War 4 で使用されている、パフォーマンス上の理由からレイヤーをまとめてベイクするカスタム レイヤード マテリアル モデルに加えて、血液、泥、その他のマテリアルがキャラクター モデルを動的にコーティングする、ある種のダイナミック レイヤー システムも存在するようです。これは具体的にどのように機能するのでしょうか?
The Coalition: さまざまなことができるキャラクター マテリアル用のスロット システムを作成しました。血しぶきや大量のグーなどの一時的なマテリアル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、考えられるすべての置換を一度に行う必要はなく、その時点で示されている一時的な効果に対してのみ支払う必要があるという点で優れています。雨レベルに応じて有効化する湿潤レイヤーもあります。マルチプレイヤーでのキャラクターのパワーアップやその他の多数の効果のための追加スロットもあります。
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の GPU パフォーマンスのバランスを取るのは非常に難しいです。デザイナーが新しい武器やエフェクト (キャラクターを凍らせるアイスキャノンなど) を追加するたびに、テック アート チームは、既存のフレームワークをできる限り活用して、その新しいエフェクトを安価に統合する方法について議論する必要がありました。
Digital Foundry: ダイナミック解像度は、以前は Xbox One での Gears of War 4 のパフォーマンスの鍵であり、PC では素晴らしいツールでした。これは Gears 5 ではどう変わりましたか?時間的再構築を利用しているのでしょうか？ Xbox One 基本システムと Xbox One X のセットアップの違いは何ですか?
The Coalition: Epic の時間的アップスケーリング テクノロジを利用することで、Gears of War 4 で使用されていた標準的なアップスケーリングから視覚的に大幅に改善されました。ネイティブ 4K Xbox One X (Xbox One/S では 1080p) 解像度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 でロックされた状態を維持します。ポストプロセス チェーンは常にネイティブ解像度 (4K Xbox One X および Xbox One/S では 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。これにより、解像度が内部的にスケーリングされている場合でも、フレームを鮮明に保つことができます。
哲学的には、Xbox One X では解像度が高いため、解像度のスケーリングを確認するのははるかに困難です。そのため、Xbox One では解像度のスケーリングの変動がより明らかになる可能性があるため、私たちは解像度のスケーリングにもう少し敏感になる傾向がありました。最終的に、このテクニックにより、ゲーム全体の視覚的な忠実度を高めることができます。これにより、全面的に高い視覚ベースラインを維持し、フレームをドロップすることなくシーン間の変動や極端なシナリオ (たとえば、重い VFX 戦闘シーケンス) を吸収することができます。
PC では、時間的再構成がサポートされるようになりました。最小 FPS と呼ばれる設定を追加しました。これにより、ユーザーはゲームをレンダリングする最小フレームレート (30、60、90fps、またはなし) を選択できます。ゲームがそのフレームレートを下回っていることを検出した場合、ポストプロセス チェーンの前に動的にスケーリングし、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い品質で最終イメージを再構築します。スケーリング範囲は次のように決定されます。ゲームと画面解像度に基づきます。
Digital Foundry: 非同期コンピューティングは PC のオプションとして機能し、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引き出す鍵となりますが、これは Gears 5 で変更されましたか?
The Coalition: Gears of War 4 では、リフレクション キャプチャ アクターなどの非同期パスを数個だけ実行しました。私たちは、ポストプロセス チェーン全体を非同期コンピューティングで実行するために、Gears 5 に多額の投資を行いました。一時的なアップスケールにより常にネイティブ解像度で実行されることを考えると、これは非常に理にかなっています。これにより、Xbox One X および Xbox One S のすべての MP モードで 60fps を達成するまでにさらに数ミリ秒かかりました。 Gears 5 を計算して、非同期で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 パスが開始される遅延プレゼントも追加しました。これらと同じ非同期コンピューティングの最適化は、PC でもサポートされています。
Digital Foundry: Gears of War 4 は、光沢のある画面空間の反射など、非常識な品質オプションを備えた 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、PC 上でさまざまな影響を及ぼしますか?
The Coalition: Gears of War 4 は、画面空間の反射と被写界深度の非常識な設定をサポートしていました。 Gears 5 では、被写界深度をより高品質にリファクタリングし、その過程で非常識な設定を削除しました。非常識なスクリーン空間の反射を保持し、それをダイナミック シャドウとボリューム フォグに追加しました。非常識な画面空間の反射はまだ光沢がありますが、4K での設定スケールを改善するためにいくつかの調整を加えました。非常識なボリューム フォグは、スクリーン スペースのライト シャフトと区別できないほどの高品質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。
私たちのシャドウは、Gears of War 4 の事前にベイク処理されたシャドウよりもスケーラブルであるため、Gears 5 では、Insane のシャドウ品質設定が素晴らしく見え、非常に高解像度のカスケードとスポットライト シャドウ、および遠方の高品質のレイ トレース シャドウが表示されます。最も注目に値するのは、追加のカスケードとスポット ライトの追加の距離により、非常識な設定で遠くに見える余分なディテールです。
Digital Foundry: DirectX 12 は DXR を通じて PC 上でレイ トレーシングをサポートするようになり、Project Scarlett はハードウェア レイ トレーシングのサポートを発表しました。UE4 ではさまざまなレイ トレーシング エフェクトのサポートも追加されました。 Gears 5 や The Coalition の今後のタイトルでは、レイ トレーシングがどのように使用されていると思いますか?
The Coalition: Gears 5 では、すべてのプラットフォームで機能し、DXR や専用のレイ トレーシング 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。私たちは、高速化されたレイ トレーシングに対する 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。現時点では、将来の計画について話す準備はできていませんが、このエキサイティングな分野で新たに登場する技術やイノベーションを注意深く観察しています。
Digital Foundry: 画像再構成技術がますます普及している中、コンソールのようなハードウェアが設定されたシステムでのネイティブ解像度のレンダリングについてはどう思いますか?
The Coalition: 私たちはネイティブ解像度でゲームを実行することと、そのシンプルさと純粋さが大好きですが、特に次世代の 8K ゲームが登場し始めると、これはますます一般的ではなくなると感じています。時間的再構成技術は、特に高解像度の場合に、視覚的な品質の低下を認識することが非常に困難な、より高品質の視覚システムを可能にする低コストのパフォーマンス利益を提供します。別の言い方をすると、ピクセル カウントは、画像の鮮明さを明確に示すため、数年前の Gears of War 4 などのゲームで非常に便利でした。再構成を使用するゲームでは、ピクセル数に注目するのは興味深いことだと思いますが、ネイティブよりも極端に低い解像度でない限り、ピクセル数は必ずしも最終出力の鮮明さを示すものではありません。
Gears 5 に関して妥協したくないことの 1 つは、出力をネイティブ解像度で実行することでした。パフォーマンス上の理由から必要に応じて、ネイティブ出力解像度からスケールダウンできるすべての制御が用意されていましたが、可能な限り最高品質のフレームを 100% 維持するために、それは行わなかったのです。さらに、テンポラル アップスケール後に UI と多数の処理エフェクトを常にネイティブ解像度でレンダリングして、鮮明な UI と、モーション ブラー、ブルーム、トーン マッピングなどのピクセルごとの高品質エフェクトを確保します。
Digital Foundry: Gears 5 のビジュアルや開発経験のどのような技術的側面が特に誇りに思っていますか?
The Coalition: 私たちは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、全体的に最も誇りに思っているのは、Xbox One X とXbox One のすべての MP モードで 60fps。品質を損なうことなく、実際に品質を向上させながら、すべての作業において 60fps を常に最前線に保つために、エンジニア、テクニカル アーティスト、アート チームの間で多大な協力が行われました。特に CPU を 60fps で実行し続けることに関しては、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ゲーム サーバーにも引き継がれ、サーバー シミュレーション レートを 30 Hz から 60 Hz に 2 倍にすることができました。これにより、Gears of War 4 と比較して、マルチプレイヤー PvP (プレイヤー対プレイヤー) ゲーム モードのエンドツーエンドのネットワーキングのレイテンシが低くなります。
Xbox One X のキャンペーンで 60fps を目標にすることは、分割画面パフォーマンスの目標を達成するために重要であることが判明しました。 Xbox One でキャンペーン全体を 3 プレイヤー分割画面で 30 fps で実行できる必要がありましたが、これは言うまでもなく、3 倍の量のアセットをレンダリングするための描画スレッドの負担を考慮すると、簡単な問題ではありません。 GPU のオーバーヘッド。 60fps を目標にしていなかったら、どうやって 3 プレイヤーの分割画面を実現でき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 での HDR サポートを追加しました。Microsoft のファーストパーティが出荷したゲームからの HDR/SDR 画像のペアの大規模なデータセットを使用して、機械学習を使用してゲームをトレーニングしました。 Gears 5 では、色空間変換用の逆トーン マッパー (Rec.2020) と HDR 出力の最適な調整が可能です。もちろん、プレイヤーが特定のモニターの能力に合わせて出力を調整できるようにするゲーム内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、参照画像に対して調整することもできます。
Gears 5 では、すべてのシネマティクス (Gears of War 4 の要約とタイトル シーケンスを除く) がリアルタイムでネイティブにレンダリングされます。以前は、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、シネマティクスはシステムに合わせてスケールされ、Xbox One X では 4K で実行され、PC のビデオ オプションの品質設定に適応して、ゲームプレイのビジュアルとの連続性を提供します。リアルタイム シネマティックスの全体的なビジュアル品質は、Gears of War 4 でのオフライン レンダリングされたシネマティック ビデオを上回っていると感じています。キャラクターのパフォーマンス、視覚効果、照明への多大な投資とともに、より高いパフォーマンスを全体的に追求した結果、ツールが完成しました。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、照明アーティストを活用して、さらに前進し、本当に特別なものを提供することができました。
最終的に、テクニカル テストのビジュアルに対する肯定的な反応を確認できたことは、目標に向けて計画を立て、それに伴う優れたテクノロジがあれば、フレーム レートを 2 倍にしても、特にXbox ワン X。
「 Gears 5 のメイキング: Coalition がどのようにして 60fps を達成したか – およびビジュアル品質の向上」に関するベスト動画選定！
GEARS 5 Retrospective | Why it FAILED
Gears 5 Analysis: A New Technological Standard For Xbox One?
