デジタルファウンドリー検証: 次世代機のレイトレーシングに期待すること。PS5では『グランツーリスモ7』『ラチェット&クランク』『プラグマタ』がリードする。

先週開催されたPlayStation 5のソフトウェアショーケースでは、30タイトル近くのタイトルが発表され、Digital Foundryにとっては、その内容に目を奪われるものがたくさんありましたが、中でも最大の驚きと嬉しさを感じたのは、PlayStation 5のハードウェア高速レイトレーシング(RT)技術を採用したファーストパーティおよびサードパーティのゲームの数々でした。

しかし、実際に示されたのは、確実にハードウェアRTを使用していたと言えるのでしょうか?どのような効果があって、どのように機能するのかを特集しました。そしておそらく最も重要なことは、今後、次世代コンソール時代にレイトレーシングがどのように展開されていくのかについて、ソフトウェアのショーケースは私たちに何を伝えてくれるのでしょうか?

そもそも、評価されるべきところには評価を与えることが重要だと思います。ハードウェアで加速されたレイトレーシングが製品版としてのビデオゲームでデビューしたのは、2020年11月にDICEが「Battlefield 5」をアップデートした時で、ベストではありませんが、印象的なレイトレーシングの実装が行われています。

数ヶ月後に抜本的なパフォーマンスアップデートで更新され、レイトレーシング対応タイトルの第一弾になりました。ポイントは、コンソールがこの新しい技術を非常に迅速に受け入れ、最初のソフトウェアタイトルでハードウェアRTが、非常に多くの例を提供することは奇跡的なことです。特に処理負荷が高く、複雑なレイトレーシング処理がどのようにタイトルに影響を与えるのでしょうか。

どれだけ処理負荷が高いのか?私たちは、2年前にPCでRTX対応タイトルを使用してすぐに十分なことを学びました。最も強力なGPUで4K解像度でのフル解像度の反射やレイトレーシング効果は、フレームレートを軽く2桁の割合で大幅に落とすという事です。レイトレースされたシャドウのような他の効果は、優先度は低いですが、それでも重要です。ポイントは、コンソールのハードウェア設計は、基本的の「お買い得感」をベースにしているということです。

開発者は、解像度とフレームレートを合理的に保つためにレイトレーシングがどのように使用されるかに注意する必要があることを意味しています。

私たちが目にしたPlayStation 5タイトルの第一弾では、開発者がこの新しいレンダリングパラダイムにどのように対応しているのか、いくつかの示唆を得ることができました。

『グランツーリスモ7』は、始めるのに最適なタイトルです。ここでのハードウェアRTの使用は否定できません。ゲームの多くのオブジェクト表面や車体自体に反射が採用されています。例えば、Forza Horizon 4で見られるようなキューブマッピングされた反射など既存の反射技術では、周囲の環境をキャプチャしてからボディ表面にマッピングしているため、セルフ・リフレクションが失われ、パースペクティブが正しくない形で表示されています。その点でGT7は別のレベルにあります。

環境の反射がボディワークに適切にマッピングされ、すべての車やプレイヤーの車も画面外の要素と同様に反射されます。それはプレイヤーの車体の素材表面など大幅なアップグレードされているようで、ガラスのような素材も、レイトレースされた反射しているように見えます。

SIE 「Gran Turismo 7」

また、『グランツーリスモ』のゲームで、リアビューミラーに車内の様子やドライバーの様子が映し出されているのを見たのは今回が初めてです。

SIE 「Gran Turismo 7」
   

ゲームは、ネイティブ4K解像度のように見える様にレンダリングするので、60fpsでこれらのレイトレーシング結果を達成するには、レイトレーシングにいくつかの革新的なアプローチが必要です。

まず、反射エフェクトの解像度が4分の1の解像度になりそうで、RTの作業量を大幅に削っています。それに加えて、好奇心をそそる要素として、反射の中で動くエッジが市松模様のようなジャギーを示すことが挙げられます。これは、反射のインターレースやチェッカーボード化が、ポリフォニーによる高性能化のための別のプッシュなのかどうかを考えさせられます。

この戦略は、限られたハードウェアRTのリソースから可能な限り最大の視覚的リターンを得ることを目的としているように見えます。実生活では、完全な鏡でない限り、少し粗い面での反射は、反射に対するカメラの角度によって、より拡散し、多少暗くなります。この光沢のある反射性のある外観は、反射の柔らかい部分を構成するレイヒット、凝集性など効果を処理するための負荷が高くなり、トレースするためにはより多くの光線を必要とします。

これを最適化する方法の1つは、エフェクトを無視し、完璧な鏡のような反射を擬似再現し、その後により軽い負荷のポストプロセスを使用して、同様の見栄えにするエフェクトを効率的にシミュレートすることです。反射のシャープネスは、PS5のGT7でも一貫しており、同様の最適化が行われていることがわかります。

また、ラチェット&クランクでInsomniacがレイトレーシングを披露し、心を打たれました。ラチェット&クランクRift Apartでは、レイトレースされた反射がClank自身に使われていると開発者が語っていました(顎に捉えられた彼の体の微妙な反射)。しかし、映像を見ていると、ゲームプレイセグメントで見られるメタリックな床など、ゲーム内で最も光沢のある表面のいくつかにレイトレースされた反射が使用されているように本当に見えます。

残念ながら、このプレゼンテーションのこの部分の高解像度な高品質ビデオはありませんが、この低品質なビデオでも、いくつかの興味深い最適化が行われています。

GT7と同様に、表面全体に均一な反射率があり、コンタクトハーデニングはありません。もう一つの興味深い点は、多くのオブジェクトが反射から除外されているように見えることです。これが初期映像のバグなのか、BVHの加速構造でオブジェクトを少なくして性能を節約するテクニックなのか、よくわかりません。

また、破壊された物体の破片など、特定の動的な要素も反射から取り除かれているように見える。この初期の映像にこの最適化が存在する理由は、レイトレーシングで移動するオブジェクトや急激に変化するオブジェクトは、GPU上でリアルタイムで加速されたレイトレーシング構造を再構築する必要があるためです。(つまりGPU負荷が高い。)経験則として、動的なオブジェクトは静的なものと比較して、レイトレースされた反射の処理は遥かに負荷が高く、ラチェット&クランクで見ているものはこれを裏付けています。

ファーストパーティの開発者に加えて、インデペンデント企業も「Stray by Blue Twelve」のようなゲームに見られるように、ハードウェアによる高速レイトレーシングを使用するようになってきています。このゲームは Unreal Engine 4 をベースにしており、独自のベイクドイン RT 機能セットを搭載しています(先日のゴーストランナーでも取り上げました)。これまでのところ UE4 を見た限りでは、そのレイトレーシング機能は非常に高品質ですが、処理負荷がかかります。

例えば、UE4の反射は、暗くなったり、伸びたり、物理的に正確な側面を持っています。ストレイの予告編はスーツに従う床屋ロボットと彼の顧客とのシーンは、オフスクリーン要素を含む文字の前の鏡に非常に正確な反射を示しています(だから、それは標準的なスクリーンスペースリフレクションを使用していません)。また、鏡が完全にクリアで綺麗ではないので、素材の表面によって映り込みの透明度が変わり、見た目にも非常に優れています。

アウトドアに行くと、このような細部へのこだわりが、より広く、より大きなスケールで表現されていて、本当に素晴らしいです。このゲームでは、レイトレースされたシャドウのような他のRT効果もあるかもしれませんが、同様に、それらは事前に計算されたり、「ベイク」されたりするかもしれません。

その不確実性は、PlayStationのブログがタイトルがレイトレースされた影を持っていることを明らかにしているBluepointのDemon’s Soulsのリメイクのように、私たちが見た他のゲームに適用されるものです。

しかし、これが間接的な影なのか直接的な影なのかは不明で、予告編や報道用スクリーンショットでは何も語られていません。『Demon’s Souls』については、他の分野でも議論すべきことがたくさんあるので、それについては近日中に詳しく見ていきたいと思います。

また、Insomniacがマーベルのスパイダーマン:マイルズ・モラレスでレイトレースされた反射を議論していることも注目に値するが、再び、ソニーが選んだ小さなティーザーでは何も具体的なものは何もありません。どちらの場合もハンズオンが待ち遠しいです。

ハードウェアの高速化によるレイトレーシングの最後の例として取り上げたのは、カプコンの「Pragmata」に関するもので、この世代のゲーム機では素晴らしいゲームを提供しているREエンジンの強化バージョンをベースにしています。

本作では、2種類の目に見えるRTが存在します。それはレイトレースされた反射から始まります。それは、女の子の目のショットで明らかになり、彼女の目に反射した電子看板が反射の中でリアルタイムに変化する点に至るまでです。そして近くで見ると、彼女のまつげや自分の顔が歪んだ形で映っていることすらわかる。レイトレースされた反射は、カメラがどれだけ近づいても、限りなく正確なディテールを提供してくれるので、この点で驚くべきものです。

Capcom 「Pragmata」
   

これらの反射の興味深い点は、バトルフィールド5で見られる反射とよく似た機能を持っていることです。スクリーンスペースリフレクション(基本的にスクリーン上(画面に見える範囲内)でレンダリングされた詳細をミラーリングする)が同じシーンでRTの反射とマージされます。

BF5で低品質または中品質のRTを使用した場合、ゲームはパフォーマンスを節約するために反射の粗さのカットオフを増加させますが、SSRはまだ適用されるので、粗い表面はまだある程度のレベルのリアルタイム反射を得ることができます。たとえそれがスクリーンスペース内であっても。これはまさにこのトレーラーのPragmataがやっていることで、キャラクターの目に映る超シャープで安っぽい反射や、地面の水たまりなどがレイトレーシングを使って実現されています。しかし、路上での粗い反射はほとんどがSSRで処理されるので、ソースの詳細が不明瞭になるとそのような反射が出入りするのがわかります。非常にスマートな組み合わせで、限られた資源から多くの効果を得ることができます。

Capcom 「Pragmata」
  

このトレーラーの2つ目のレイトレーシング効果はさらに興味深いもので、レイトレースされたグローバルイルミネーションの形をとっており、光がシーンの周りで跳ね返るような微妙な部分もありますが、注目すべき効果を持っています。

黄色いタクシーの前を宇宙飛行士のキャラクターが歩いていると、宇宙飛行士のスーツに車両からの跳ね返った光が見えてきます。そして手を上げると、胸の向こうの腕から跳ね返った光の中に間接的な影が見えることさえあります。それは驚くべきレベルの忠実さです。しかし、いくつかのアーティファクトがあります。映像を見ると、キャラクターの間接照明が特に粒状になっていることに気づくでしょう。これは一般的に、リアルタイムのレイトレーシングが積極的にノイズ除去されていない場合にどのように見えるかを示しています。確かにまだ開発初期の映像でもあるので、アーティファクトや低いレベルの精度を見ても気になりません。

「Pragmata」は2022年に発売予定なので、今回紹介されたゲームの中では最も開発初期の段階で映像と思われますが、このRTエフェクトの組み合わせは、PS5のイベントで最も印象的なレイトレーシングの活用法だと思います。

おそらくこれは、数年後に我々が目にするであろうRTの利用レベルを指しているのでしょう。レイトレースされた反射を性能面でより合理的に保つためにスマートな最適化を使用し、同時に、ゲームを変えるリアルタイムのグローバルイルミネーションのために十分なレンダリングパワーを残しています。

結局のところ、レイトレーシングの伝道師である私は、PlayStation 5の発表に満足していますが、それ以上に驚いています。今のコンソール世代は長い間同じようなフェイクを使ってきて慣れてしまっていて、多くの場面でエラーやフェイクに気づかないことが多いのです。

例えば、プレイヤーキャラクターが鏡に映っているのをなぜ見ないのか、誰も疑問に思っていないようです(オリジナルのDuke Nukem 3Dでさえ、これを何とかしていました!)。アンビエントオクルージョンとグローバルイルミネーションは進化しており、見栄えも良くなっていますが、全体的な効果はレイトレースの実装から見たものと比べると、物足りなさを感じます。それらしく見える様にしたものと、RTシミュレートされたものとの比較は目を見張るものがあります。

私の視点では、PS5のソフトウェアショーケースで、ゲームメーカーが新しいハードウェアを無視し、既存の技術とより強力なGPUによるより明白なパフォーマンスの向上を狙っているわけではないことが実証されたことが良いニュースだと思っています。

2020年の初頭にこんなことになると言われたら、信じるのに苦労したと思います。Xbox Series X で動作しているMinecraftの完全にパストレースされたバージョンと合わせて、コンソールでハードウェア動作のレイトレーシングが、最初の段階からすぐに目に見える形で見ることができるのは本当に素晴らしいことです。

via Eurogamer Digital Foundry

デジタルファウドリーコントリビューター アレックス・バタグリア氏執筆

デジタルファウンドリーの記事は専門用語が多く、日本人の感覚では理解し難い独特の皮肉めいた言い回しや、ブラックジョークな表現が多いので(普通の日本人の感覚だと面白いとは感じない様な表現)、日本語訳するのが難しいですw

しかし興味深い事が色々指摘されてました。アレックスさんも記事の中で何回も言ってますが、開発スタジオは最新技術であるハードウェア・レイトレーシングを積極的に使って行こうとしている事、そしてレイトレーシングと既存の技術をうまくブレンドしたり、反射エフェクト解像度を落とすなど処理負荷を軽減させつつも、良く見せようとする開発の努力が分かることです。

コンソール発売前の初期の段階で、既にこれだけの成果が出ているので、数年後の世界はより素晴らしい世界が待っていそうだと感じることが出来ます。アレックスさんもそれこそが素晴らしい良いニュースだとしています。

しかし、結局はいくらハイパワーになったと言えども青天井なわけではなく、結局は上限上がったとしても、限られたリソースの中で取り捨て選択でバランスを取っていくという根幹は、次世代になろうと変わらないのかもしれません。上を見ればキリがないと言うことでしょうかw

気になるのは、GT7での反射エフェクトの解像度を1/4に落として反映させたりチェッカーボード採用などで、GPUパワーの上限に当たり、負荷軽減など、苦労の影響を感じられる事です。やはりこういうエフェクト関連は結局のところ、GPUパワーが物を言うので(SSDは関係ない)、この点ではよりGPUパワーのあるXbox Series Xでの本家FORZAはどのようなグラフィックに仕上がってくるのか、興味深いですね。

更にXbox Series Xでのレイトレーシング採用は、PS5と同じなのか、それとも違うアプローチ、採用例が見れるのかその点でも非常に気になります。

7月に披露されるXBOXファーストパーティーのショーケースで公開される映像はどんな物を見せてくれるのか、そしてPS5とXbox Series Xの比較でどの様な部分で差異が生じるのか、この辺りも注目したいと思います。🔚

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