Примерно год назад Epic Games анонсировала Unreal Engine 5. В конце 2021 года планируется выпустить финальную версию 3D-движка, первые разработчики уже начали адаптировать свои игры. Такая возможность появилась благодаря выходу открытой бета-версии Unreal Engine 5, поэтому первые игры на Unreal Engine 5 должны появиться в будущем году.
Вместе с открытой бета-версией Epic опубликовала и технические демо, частично они уже нам знакомы. Конечно, основой являются новые технологии Nanite и Lumen. Первая является технологией тесселяции, обеспечивающая практически безграничный уровень детализации объектов. Lumen - симуляция освещения, которая может работать как с аппаратной трассировкой лучей, так и без таковой. Кроме нового поколения игровых консолей PlayStation 5 и Xbox Series X, Unreal Engine 5 также ориентирован на ПК.
Мы создали небольшой видеоролик, на котором показаны обе технические демонстрации.
На ролике мы покажем подробности реализации Nanite и Lumen после технического демо.
Nanite
Nanite - рендеринг с микрополигонами. В играх выводятся сотни, если не тысячи 3D-объектов. Все эти объекты опираются на более-менее детальную 3D-модель. Разработчики используют различные технологии, чтобы достичь оптимального баланса между числом объектов и уровнем детализации LOD. Вероятно, самой известной является технология изменения уровня детализации в зависимости от расстояния до зрителя. Но с помощью технологий тесселяции детали геометрии можно хранить в сжатом виде, а затем "разворачивать" при необходимости.
Но у разных технологий тесселяции есть свои недостатки. Увеличение или уменьшение расстояния до подобных объектов приводит к внезапному улучшению видимости объектов или повышению уровня детализации. Есть технологии снижения заметности подобных событий, однако они все равно видны невооруженным глазом.
Рендеринг с микрополигонами ранее не использовался в реальном времени. Говоря простыми словами, рендеринг микрополигонов выводит объекты с разрешением один полигон на пиксель. К этому добавляется карта высоты с повышенным разрешением. Но при этом все детали будут видны лишь при корректном расчете освещения, о чем мы поговорим ниже в разделе Lumen. В демо впечатляет количество деталей, например, на тех же скалах и камнях. Они действительно кажутся безграничными.
Также остаются вопросы насчет того, все ли объекты могут выводиться с помощью микрополигонов. Камни и другие поверхности хорошо подходят для рендеринга с микрополигонами. Но как быть с тонкими деталями, подобными волосам или растительности? Так что нам еще предстоит увидеть, как Nanite покажет себя в современных игровых мирах (Cyberpunk и других). Кроме того, для рендеринга с микрополигонами требуется обрабатывать значительный поток данных геометрии, то есть требуется большой массив видеопамяти, а также скоростное подключение GPU к основной памяти и накопителю. Sony уже подчеркнула скоростной SSD как преимущество своей консоли. Что наверняка положительно скажется на рендеринге с микрополигонами.
В технической демо есть переход виртуального мира с солнечного ущелья на темную сцену в скалах. При первом прогоне на загрузку ресурсов уходит 1-2 минуты, но во втором прогоне уже считанные секунды - если демо запускается с SSD. Здесь весьма полезной будет поддержка DirectStorage.
Lumen
Lumen является технологией Global Illumination Technique (GI), то есть глобального освещения, которое используется для сцены целиком. В отличие от трассировки лучей на основе расчетов геометрии, как в играх RTX, Lumen рассчитывает лишь приближенное освещение. Впрочем, многие технические подробности реализации Lumen пока не разъяснены. Поэтому будет интересно посмотреть, насколько сильно подход Epic отличается от ранее представленных технологий трассировки лучей.
Lumen оказывается намного более гибкой и динамичной реализацией, чем традиционное освещение через статические карты, заранее просчитанные разработчиками. Разработчики, например, могут видеть эффекты в реальном времени при работе над 3D-сценой, не дожидаясь финального рендеринга. В целом, Lumen является гибридным решением между полным глобальным освещением через трассировку лучей и статическими картами освещения. Пока неизвестно, сможет ли Lumen приблизиться по качеству трассировки лучей к Ray Traced Global Illumination, как в версии PC Enhanced Edition игры Metro Exodus.
Подобная гибкость хорошо видна в демо. Для крупных и удаленных объектов (гора, например), используются воксели VXGI (Voxel Global Illumination). Для мелких детализованных объектов используется глобальное освещение в пространстве экрана, а для промежуточных объектов - гибридное представление Signed Distance Fields с упрощенной геометрией. В зависимости от размера объекта используются разные уровни детализации, что существенно снижает аппаратные требования по сравнению с глобальным освещением через трассировку лучей.
Lumen также опирается на временную компоненту. То есть применяется обратная отдача, ранее полученная информация может использоваться в следующем рендеринге. Здесь необходимы несколько итераций, поэтому придется смириться с некоторой задержкой вывода при расчете освещения. Что, кстати, можно заметить в демо.
Lumen будет поддерживать аппаратную трассировку лучей, если она доступна. Так что здесь выиграют владельцы видеокарт AMD Radeon RX последнего поколения и нынешнего/предыдущего поколений NVIDIA GeForce RTX. Как и современные игровые приставки Microsoft и Sony.
Кроме Lumen и Nanite, Epic также внесет и другие инновации в Unreal Engine 5. Будет улучшен TAA Upsampler, который поможет игровым консолям достигать высоких уровней fps.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).