Миллиарды полигонов и превосходство над PC: Epic Games рассказывает о графике нового поколения

Скоро, уверен Тим Суини, производители обычных SSD тоже задумаются об увеличении скорости.

Кстати, на сайте читать удобнее

Epic Games разрабатывает пятую версию движка Unreal Engine. Новый движок создан с прицелом на следующее поколение консолей, но будет работать и на других устройствах. Его основная особенность это принципиально новых подход к работе с ассетами.

Создатели движка предметно поговорили с Digital Foundry и The Verge о том, как устроена новая технология и каким образом она повлияет на разработку игр. Изменения, уверены в Epic Games, будут по-настоящему гигантскими.

Про пиксели и полигоны

В демке Lumen in the Land of Nanite, запускавшейся на PlayStation 5, можно увидеть статую. Эта статуя состоит из 33 миллионов полигонов и покрыта текстурами с разрешением 8К. В соседней комнате показаны еще 485 таких же статуй: в общей сложности тут 16 миллиардов полигонов. Все статуи рендерятся с максимальным уровнем качества.

Отрисовка таких ассетов стала возможна благодаря подходу, предложенному еще в восьмидесятые годы. Нужно не просто рендерить объекты, а оценивать, какой уровень детализации будет заметен человеческому глазу, а затем динамически менять детализацию объектов. Примерно так же работает и Unreal Engine 5.

Если выяснится, что полигон какого-то объекта займет на экране меньше пикселя, то детализацию этой части ассета можно сбросить, аппроксимировав строение модели так, чтобы число полигонов уменьшилось, а визуально ничего не изменилось.

Такой подход позволяет рендерить общие планы чрезвычайно высокополигональных объектов, скрывая лишние детали, и одновременно показывать крайне детализированные крупные планы, отрисовывая максимум полигонов. Но есть нюанс.

Про накопители

Работа с детализированным ассетами в Unreal Engine 5 устроена так: разработчик загружает ассет в максимальном разрешении, а всю остальную работу движок берет на себя. Можно, например, загрузить туда данные трехмерного сканирования или модель из нескольких миллионов полигонов из ZBrush — и все будет работать.

Однако чтобы движок мог быстро менять детализацию объектов во время изменения ракурсов камеры, ему понадобится очень быстрая система хранения данных. Часть данных можно хранить в памяти, но все туда не влезет — что-то придется грузить.

Как раз для этого нужны скоростные SSD, присутствующие в новых консолях. С технической точки зрения, уверены в Epic Games, по производительности накопителя лидирует PlayStation 5; Xbox Series X чуть отстает, а хуже всего дело обстоит на PC.

[PlayStation 5] это удивительно сбалансированное устройство. У нее есть чрезвычайно мощный GPU, а еще имеется возможность на порядок увеличить пропускную способность благодаря управлению накопителем. Это чрезвычайно важно.

Отрисовывать все, что помещается в память, это одно, [и совсем другое дело это рендеринг мира,] объем которого может составлять десятки гигабайт.

Мы довольно долго и очень тесно работали с Sony над накопителем. Архитектура хранилища PlayStation 5 далеко превосходит все, что вы сейчас можете купить на PC за любые деньги. Она поможет рынку PC развиваться. [Рынок] посмотрит на эту штуку и скажет: «Ого, надо наверстать упущенное с SSD».

Тим Суини

Про кино и оптимизацию

Сейчас у разработки игр не слишком много общего с киноиндустрией. Хотя продвинутая трехмерная графика используется и в играх, и в фильмах, технически они устроены по-разному.

В киноиндустрии создают максимально проработанные объекты, а потом долго рендерят их на серверных фермах, а разработчики игр используют массу трюков, чтобы имитировать использование ассетов высокого разрешения. Новый движок Epic Games должен изменить расстановку сил.

Во-первых, мы уже знаем, что разработчики смогут загружать в Unreal Engine 5 ассеты высокого разрешения. Во-вторых, движок получил ряд дополнительных оптимизаций.

Если окажется, что ограничения в один полигон на пиксель недостаточно, можно снизить разрешение. Это не только понизит разрешение рендеринга, но и — благодаря уменьшению числа пикселей — немного уменьшит детализацию и нагрузку. Например, демо Lumen in the Land of Nanite большую часть времени рендерилось в реальном разрешении 1440p.

Чтобы повысить качество картинки, которая могла бы пострадать после такой операции, используется техника временной реконструкции, реализованная и в Unreal Engine 4. Движок может использовать данные из предыдущих кадров, чтобы достраивать картинку до боле высокого разрешения.

Примечательно, что этот подход упростит жизнь не только разработчикам игр, но и командам, работающим над фильмами или сериалами. Unreal Engine 4 активно применяется в кино — с его помощью делали спецэффекты «Мандалорца», — а новая версия движка позволит специалистам киноиндустрии работать с ним почти так же, как с привычными инструментами.