AMD 搭載の PS5 デモは PC を凌駕する

具体的な話に入る前に、テクニカルデモは同時期にリリースされた正式版ゲームよりもパフォーマンスが優れていることが多いことを覚えておくとよいでしょう。例えば、スクウェア・エニックスが2012年にリリースした『アグニズ・フィロソフィー』のリアルタイムテクニカルデモは、PS4の2013年ローンチタイトルよりも、2016年の『ファイナルファンタジーXV』に近いグラフィックを披露しました。これは、テクニカルデモがゲームエンジンとそれを動かすハードウェアの性能を最大限に引き出すようにカスタマイズされているという利点があるためです。正式版ゲームに必要なアセットやその他のメカニクスをすべて詰め込む必要はありません。

それでも、 『ドラゴンボール ファイターズ』や『ヘルブレード：セヌアズ・サクリファイス』といった傑作グラフィックを支えているUnreal Engine 4を搭載した『フォートナイト』の開発スタジオによる新しいゲームエンジンを無視するのは難しい。特に、ほんの一世代前ならプリレンダリングで実現されていたであろうリアルタイム環境をPS5で実現すると謳っていることを考えると、なおさらだ。

「Lumen in the Land of Nanite」は約10分間の映像で、トゥームレイダー風のゲームという文脈で、UE5とPS5のライブベンチマークを次々と試していきます。ゴツゴツとした岩だらけの洞窟ではポリゴン数の高さを、太陽の光がドラマチックに差し込む部屋ではライティングを、崩れかけた崖の壁では空間音響を、プレイヤーの入力に反応する何千匹ものゴキブリが巣食う部屋では、そして最後には「見えたら行ける」という、遠く離れたオブジェクトもリアルタイムレンダリングで再現されるという、息を呑むような飛行シーンが繰り広げられます。

冒頭の印象的なシーンでは、Nanite を搭載した CAVE システムの背後にあるすべての三角形が披露されます。このシステムは、通常は映画用に用意された 8K シネマティックアセットを使用しています。各アセットは約 100 万個の三角形で構成されており、フレーム全体では 10 億個を超えるソース三角形が存在します。これは、シネマティックアセットがリアルタイム出力ではなく、事前にレンダリングされることを想定しているためです。

動画では「Naniteはこれをロスレスで約2000万個の描画三角形に圧縮する」と説明されており、デモではその結果、ピクセルサイズの三角形が画面全体に広がる様子が示されています。4K解像度でも、画面には830万ピクセルしかないことを覚えておいてください。つまり、ここでの「ロスレス」とは、最終的な画像に影響を与えない余分な幾何学的ディテールを破棄することを意味します。

すべてのポリゴンは基本的に三角形に分解できるため、三角形の数が多いほどディテールが増します。これは非常に多くの三角形を意味し、ゲーム内のパフォーマンスを考慮して従来構築されてきたアセットよりもはるかに多くのディテールを実現します。

RDNA 2がDirectX 12 Ultimate APIをサポートすることから、高ポリゴン数を実現する技術にはメッシュシェーダーが使用されていると考えられます。NVIDIAは2018年にTuringアーキテクチャでこの機能を導入しましたが、Asteroidsの技術デモではまだあまり活用されていません。しかし、DX12 Ultimateの公式仕様に採用され、AMDが次世代コンソールハードウェアでこの機能をサポートすることで、ポリゴン数は飛躍的に増加すると予想されます。

その後、ゲームデザイナーにとって新たな息吹となるのが、Lumenによる完全に動的なライティングです。通常、ゲームデザイナーはライトマップと呼ばれるアセットを作成し、ゲーム全体にプリレンダリングされたライティングを配置する必要があります。これはベイクと呼ばれるプロセスによって行われますが、汎用性が低く、リアルさに欠けるだけでなく、レベルデザインにおいて非常に時間のかかる作業であり、作業に何日もかかることがあります（個人的な経験から）。

Lumenは、ライトマッピングを必要とせず、リアルタイムで移動・調整可能なライティングシステムを約束しています。Epic Gamesのデモでは、デザイナーがゲームプレイ中にリアルタイムでスポットライトを動かすと、環境からの光の反射方向が瞬時に変化する印象的なスポットライトを通して、このシステムを披露しています。これは非常に説得力のあるエフェクトであり、Naniteと連携してピクセル単位の正確な影を作成できる機能は、まさにその魅力をさらに引き立てています。

興味深いことに、UE5の動画では「完全に動的なマルチバウンス・グローバルイルミネーション」と説明されているものの、レイトレーシングについては一切触れられていません。レイトレーシングは正確なマルチバウンスGIを実現する方法の一つですが、精度は劣るものの高速化が可能な近似値も存在します。UE5のライティングエフェクトにレイトレーシングが必須かどうかは定かではありませんが、UE4は既にレイトレーシングをサポートしており、PS5にはレイトレーシング対応ハードウェアが搭載されていることを考えると、それほど無理があると言えるでしょう。

3D モデラーは、ビデオの後半で、法線マップや LOD をベイクする必要のない「3,300 万以上の三角形」を含む、スカルプティング ソフトウェア ZBrush からデモに直接シームレスにインポートされたハイポリゴン アセットを紹介するセクションにも同様に興奮するはずです。

ライトマッピングと同様に、法線マップは3Dモデラーがエンジンにリアルタイムでポリゴンを追加レンダリングさせることなく、モデルにディテールを事前にレンダリングすることを可能にします。一方、LODはプレイヤーが遠ざかるにつれてゲームがモデルからどの程度ディテールを削るかを制御します。これらはどちらも時間のかかるプロセスですが（これは個人的な経験に基づくものですが）、それでも許容できるパフォーマンスを実現するためには不可欠です。最適化よりも忠実度を優先できるようになることは、ワークフローに大きな変化をもたらすでしょう。

さらに印象的なのは、デモで同じ 3,300 万個の三角形の像を 500 個配置した部屋が紹介されたとき、パフォーマンスに目立った低下が見られなかったことです。

デモでは、流体力学、強化されたオーディオリバーブ、改良された物理演算、そしてプレイヤーが操作する光源に反応して動く、ナナイトで動く虫NPCでいっぱいの部屋なども披露されています。しかし、目玉となるのは最後に登場し、他の部分ほど高度な技術を必要としません。

このデモでは、遠くまで伸びる一連の複雑なリアルタイムの建物を披露し、プレイヤーは地平線のゴールに向かう途中でそれらの建物の間を飛び回り、それらとインタラクションします。これにより、従来のプリレンダリング ソリューションでは実現できないレベルの背景とのインタラクションが実現され、デモの他の部分と同じレベルの詳細が維持されます。

デモではフレームレートの低下は見られませんが、ソーシャルメディアユーザーの中には、環境のロード中にプレイヤーの進行をブロックする「ローディングコリドー」といった旧式のトリックの存在を指摘し、UE5の性能に疑問を呈する声も上がっています。また、アップロードされた動画は4Kに対応しているにもかかわらず、30fpsでしか再生されません。

私たちにとって最も興味深いのは、PS5のRDNA 2 GPUがサポートできる範囲のデモです。Epic Gamesが動画で詳細に説明している内容以外にも、このデモと2018年に公開されたNvidiaのMesh Shader Asteroidsデモとの類似点が見られました。

Asteroidsデモでは、Turing GPUアーキテクチャが複雑なシーンを同時にレンダリングし、高フレームレートで出力する能力を披露します。メッシュシェーダーは、パフォーマンスのボトルネックをCPUからメッシュシェーディングGPUプログラムへと移行します。これにより、固定関数パイプラインを使用してシーン内の各頂点を処理するのではなく、プログラマブルなスレッドグループを使用することで、三角形の数を大幅に増やすことができます。