Unreal Engine5「コラム」

驚きと生きる！
イチゼロシステムのゆうさんです。

昨日、Twitterがめちゃめちゃバズった(笑)自分のツイートじゃないけど。
Twitterの返信に明け暮れた日になりました。。

今回は、Unreal Engineの最新版である、バージョン５のお話です。
発表では、Unreal Engine 5で作成されたプレイステーション 5のリアルタイムデモの映像が流れました。

今回のアップデートの目玉は、仮想マイクロポリゴンジオメトリ「Nanite」ナナイトと動的グローバルイルミネーションソリューション「Lumen」ルーメンという2つの技術。

Naniteによって、ZBrushモデル・フォトグラメトリスキャン・CADデータなどの映画品質のアセットを直接エンジンにインポートすることが可能になりました。

ZBrushは、モデリングツールですが、直観的に粘土をこねるように３Dのモデリングが可能なツールです。
したがって、３次元の特殊な知識を必要としないばかりか、感覚的に創作することが可能です。

しかし、このツールは、計画性のないモデルを作り出してしまうので、ポリゴン数がとんでもない数になってしまいます。
そのとんでもない数を作り出してしまうと、実際のゲームにおいて、ポリゴンの調整が必要になります。

ところが、今回のNaniteによって、その制限がなくなりました。
コンピューターの性能は大きく変わらないので、厳密には、作る段階で制限を気にする必要がなくなったということです。

画像品質を落とさずに、見えない所や遠い場所のポリゴンを上手に減らし、自動的に再調整することで、無限のポリゴン数を可能にしています。

結果、アーティストはポリゴン数・メモリ・ドローコール数などの制約を気にする必要がなくなります。
手動でLODを作成する必要もなければ、品質の損失もなくなります。
「LOD」とは、「Level of Detail」細かい調整のこと。

これは、革命的な出来事です。
とにかく、３Dモデラーにとってポリゴンの制約というのは付きまとうものですからｗ

Lumenはライティングの情報を3D空間上に超高速で反映させるライティング技術です。
キロメートルからミリメートルまでの幅広い尺度で光の反射や相互干渉などをレンダリングできます。

本来、人間の目は良く出来ていて、太陽の光でも、部屋の光でも同じ程度の明るさとして処理することが可能です。
それは、カメラの絞りと同じではありません。
同じ画角内において、その明るさを脳みそが調整します。

暗い部屋の中から外を撮影すると、部屋の中は相対的に暗くなる訳ですが、
人間はそう見えませんよね？

そういった高度な光の再現が自動的に行われる技術です。

とにかく、そういった物理現象にクリエイターが時間を費やす必要がなくなりました。
当然、出来上がる作品の品質は、皆一様に向上することになります。

更に凄いのは、これをハードウエアの力によって実現している訳ではないという事。
たとえば、最近話題になったグラフィックボードによるレイトレーシング。

レイトレーシングは、光の追跡を行うレンダリング方法です。
したがって、レンダリングする画像のピクセル数分の光の追跡数が必要になります。

しかも光が反射する数を５回とかにすれば、それだけ多くの計算を必要とします。
たった５回で大変な数の計算になります。ピクセル数分だからね。
現実の物理は、この反射数は無限大ですから。

レイトレーシングというのは、技術としてはとても分かりやすく単純な手法です。（昔からある）
確かにこのレイトレーシングで計算すれば、物理現象に近い絵を作ることはできますけどね。

Naniteの凄さは、それに依存せずに、様々なアイディアによって、それ以上のリアリティを実現している点です。

ちなみに、光の持つエネルギーを計算することはしないので（したらとんでもない計算能力が必要）
レイトレーシングだけでは、リアリティは上がりません。

なので、レイトレーシングだって、環境光を再現することは出来ません。
レイトレーシングに出来るのは、像の反射です。

デモ映像の空間の大部分はQuixel Megascanという映画品質の3Dアセットで作成されています。
テクスチャの解像度は8K、各アセットに含まれる三角ポリゴンの数は百万程度で、各フレームごとのソースジオメトリの総三角ポリゴン数は10億以上とのこと。

10億以上の三角ポリゴンが、Naniteによって2000万の描画ポリゴンに劣化なしで高速変換されます。

光源を動かすと、以下のように結果が即時に反映されます。
ライトマップやベイクなどを作成する必要はありません。
とにかく、前準備としての計算を必要としないということです。
そのほとんどを、リアルタイムに行うというのがやばい。

流体シミュレーションや剛体シミュレーションを正確に行う物理エンジンや、特定の空間上の音響効果をそのまま録音・再生するレンダリングシステムも搭載しています。

天井の穴から差し込む光によって、遺跡全体のビジュアルがガラッと瞬時に変化しますが、これは、ダイナミックに明るさの基準を変更する計算をしている訳です。

ZBrushから直接インポートしたもので、1つの像だけで三角ポリゴン数は3300万を超えているそうなので、同じ像が500体近く設置されているから、総計すると、像だけで三角ポリゴン数は160億以上になる。

そして、この開発エンジンを使うのに、粗収入が100万ドル(約1億700万円)を超えるまでロイヤリティを免除というのだから、驚きです。