60fpsアクションを実現する秘訣を伝授 基礎編
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講演動画：https://youtu.be/YXGmiWzHxeo 解析編：https://www.slideshare.net/EpicGamesJapan/ue4-festeast2019-60fpsanalysis/ 2019年10月6日に行われた「UNREAL FEST EAST 2019」における「60fpsアクションを実現する秘訣を伝授」の登壇資料です。 ●公式サイト https://unrealengine.jp/unrealfest/ === 発売中のタイトル「NARUTO TO BORUTO シノビストライカー」に開発中のプロジェクトの事例も加えて、60fpsアクションゲームを実現するためのポイントや、パフォーマンス・チューニングについて解説します。おまけとして「NARUTO TO BORUTO シノビストライカー」のグラフィック面の技術を紹介。
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- 4. #ue4fest#ue4fest • １秒間に60回画面を更新する • コントローラーの入力も毎秒60回判定される • アニメーションも以下略 つまり、16.66ミリ秒で描画、入力に対する反応、各種ゲーム処 理、アニメーションの更新などが行われるゲームです。 忘れがちなことですが 描画が1/60秒で完了することが60fpsなゲームではない！ 60fpsなゲームとは
- 6. #ue4fest#ue4fest ・NARUTO TO BORUTO シノビストライカー PC/PS4/XBOX ONEで60fpsに対応 描画 ⇨ 大変でした 通信 ⇨ 大変でした UI ⇨ 大変でした コリジョン ⇨ 大変でした 実際のところほぼ全ての要素が16.66msに収まっておらず、コ ンソール開発機で15fpsくらいしか出ていないところからスター トでした。 弊社のケース
- 7. #ue4fest#ue4fest • プロジェクト初期に仕様を決める段階から考慮しておきまし ょう • 諦めないといけないこともあるという覚悟を • 常に計測をしてパフォーマンスを把握しておくこと • 早めにターゲットコンソールで動かしておくこと • 描画だけ見て油断しないこと • マルチプレイなら最大人数でプレイした状況の負荷を見積も ること 60fpsを目指すなら
- 9. #ue4fest#ue4fest stat unitは常に表示させておいても良いくらいです。 stat fpsはあくまでも最終的なfps値です。CPUが遅れているの か、GPUが遅れているのかわかりません。stat fpsよりもstat unitを見ましょう。 何はなくともstat unit
- 13. #ue4fest#ue4fest Frame : そのフレームのトータル時間。 Game : ゲームスレッド。各種CPU処理 Draw : Drawスレッド。描画のCPU処理 GPU : GPUの描画時間 RHIT : RHIスレッド、CPUとGPUの橋渡し的スレッド どれも16.66msを超えてはいけませんが、特にGPUがオーバー しているなら描画、GameがオーバーしているならCPU処理が重 いと判断できます。 stat unitの見かた
- 14. #ue4fest#ue4fest ProfileGPUも簡単に結果を見るには大変便利です。 どのパスにどれくらいの時間がかかっているかをざっと確認で きます。 ProfileGPU : 100.0%15.11ms FRAME 457 draws 134401 prims 174505 verts : 19.2% 2.90ms PrePass DDM_AllOpaque (Forced by DBuffer) 3 draws 2 prims 0 verts : 1.1% 0.17ms BeginOcclusionTests 269 draws 8112 prims 5408 verts : 1.8% 0.27ms ShadowDepths 29 draws 42548 prims 57000 verts : 21.2% 3.20ms BasePass 0 draws 0 prims 0 verts : 9.2% 1.39ms LightCompositionTasks_PreLighting 9 draws 19 prims 26 verts : 7.0% 1.05ms DirectLighting 21 draws 41611 prims 55613 verts : 2.1% 0.32ms FilterTranslucentVolume 48x48x48 Cascades:2 2 draws 192 prims 384 verts : 2.0% 0.30ms ScreenSpaceReflections 1725x970 2 draws 1 prims 3 verts : 5.8% 0.88ms ReflectionEnvironmentAndSky 1 draws 2 prims 4 verts : 2.2% 0.34ms ExponentialHeightFog 1725x970 1 draws 2 prims 4 verts : 0.2% 0.03ms Translucency 1 draws 2 prims 4 verts : 16.3% 2.46ms PostProcessing 33 draws 27 prims 75 verts 右はとあるコンソールで実 行した結果です。 シーン全体でのおおよその 負荷を見るには大変便利で すが、個別の重いアセット などを調べることはできま せん。
- 15. #ue4fest#ue4fest 大変大雑把ですが、簡単な見かた。 PrePass DM_AllOpaqueが長い ⇨単純にメッシュが多すぎるか、 Masked Materialが多い ShadowDepthが長い ⇨Dynamic Shadowが多い BasePassが長い ⇨描画するメッシュが多い LightCompositionTasks_PreLightingが長い ⇨Dynamic Shadowが多い DirectLightingが長い ⇨動的ライトが多い ProfileGPUの見かた
- 17. #ue4fest#ue4fest いくつかのプロジェクトを見てきた経験では • 影を落とすものを最低限に絞る • 動的なライトも最低限 • Maskedマテリアルを多用しない • 草や樹をたくさん植えない • Landscapeを過信しない • LODをちゃんと用意してちゃんと設定する が基本的なパターンになります。 ざっくり
- 19. #ue4fest#ue4fest LODについてのよくある勘違い • LODはあとで用意すれば良い • 頂点数が少ないメッシュには不要 • 遠くにしか表示しないメッシュには不要 LODは大事
- 20. #ue4fest#ue4fest ダメです • LODはメモリをその分消費するのでメモリ配分に含めておか ないと後でメモリに入らないということも • 早めにパフォーマンス向上効果が得られていればその分を他 の部分に回せる • 逆に効果が無い場合は早めに見切りを付けられる • 頂点カラーブレンドなどの要因でLOD間の差異が大きくなる 問題が起きる事があるので早めに検知。 ⇨複雑すぎるマテリアルはLODで問題が起きやすい LODはあとで用意すれば良い？
- 24. #ue4fest#ue4fest Auto Compute LOD Distanceが 有効になっているとScreen Size にかなり小さい値が設定され、相 当遠くに離れないとLODに切り替 わらない場合が多いので、無効に して手動で調整した方が良い場合 が多いです。 手間はかかりますが、効果は大き いです。 LODの設定
- 25. #ue4fest#ue4fest LODが適切に設定されているかを確認するのはやはりレベルを 開いて Level of Detail Coloraationを見るのが良いです。 真ん中から赤、奥は緑になって いると良い感じでLODが設定さ れていると個人的には思います。 LODの確認
- 27. #ue4fest#ue4fest テクスチャについての注意です。 • マテリアルが使用するテクスチャはなるべく少なく。パラメ ーターに置き換えられるものはテクスチャを使用しないなど • サイズが4の倍数、２のべき乗になっているか確認。テクスチ ャ圧縮がかからなかったり、MipMapが生成されていないとと ても描画に負荷がかかる • 解像度は適切に。解像度が高いテクスチャを設定しても実際 に使用される際にはMipMapが使用され、描画に使用されるテ クスチャの解像度は上がらない場合があります テクスチャ
- 28. #ue4fest#ue4fest テクスチャエディタで確認しましょう。 フォーマットが適切か、ミップが作ら れているか。 解像度が高すぎるテクスチャは Maximum Texture SizeやLOD Bias で実際にゲームで使用される解像度を 設定しましょう。 テクスチャの設定
- 32. #ue4fest#ue4fest • Dynamic Shadowの対象オブジェクトが多い • ポイントライト、スポットライトが多い • Maskedなマテリアルの多用 • ポストプロセスが多い(DoF,SSAO,Motion Blurなど） 多くのプロジェクトで非常にありがちなのが「葉がついた樹を たくさん植えて葉陰が風に揺れる」をやりたがるパターン。 これは最悪に重たいです。60fpsではほとんど無理に近い。 描画が重いよくあるケース
- 33. #ue4fest#ue4fest Dynamic Shadow,動的な影は負荷が高いです。 • 影を落とすアクターはシャドウマップ生成のたびに描画され る • 影を落とすライトが複数あるとそのライトごとに描画される • ポイントライトのシャドウは複数方向のシャドウを生成する 場合がある • カスケードシャドウは枚数ごとに描画される • シャドウマップをライティングに合成する際にまた描画され る Dynamic Shadow
- 34. #ue4fest#ue4fest • Cast Dynamic Shadowsなライトを最低限にする • なるべくStatic Shadowを使用する • Directional LightのCascaded Shadow Mapsの設定 • Dynamic Shadow Distance…の距離は短く • Num Dynamic Shadow Cascadesを減らす（標準は3） • Inset Shadow For Movable Objectsを無効にする • Dynamic ShadowをCapsule Shadowで行う など、クオリティと相談しながら設定を詰めていく必要があり ます。 Shadowの負荷を下げたい
- 35. #ue4fest#ue4fest 動的なオブジェクトの影を別に生成する機能です。キャラク ターの影のクオリティを高くするのに有効ですが、若干負荷は あがります。 プロジェクトによってはDynamic Shadowを切って、キャラ クターの影だけをInset Shadowで描画するのも良いかもしれま せん。 背景のDynamic Shadowが無いとキャラクターが背景の影に 入ってもキャラクターに影が落ちないので、それを許容するか は要検討。影のクオリティは描画負荷に直結するので、なるべ くプロジェクト早期に検討、検証することをオススメします。 Inset Shadow For Movable Objects
- 36. #ue4fest#ue4fest Inset Shadowの設定はDynamic Shadow Distance StationaryLightの値が0だと変更できません。 Inset Shadowの設定
- 37. #ue4fest#ue4fest • Cast Dynamic Shadowsは必要なアクターにだけ設定 • Maskedなオブジェクトや複雑な形状のオブジェクトは別途影 モデルを用意する • LandscapeのFar Shadowは可能なら切る • LandscapeのDynamic Shadowも切る（要エンジン改造） Landscapeの起伏で影をつくらずに地形の影は別途メッシュや影メッ シュを配置するのは効果的です。Landscape + Cascaded Shadowは高 い負荷になりがちです。 Shadow負荷を減らすその他Tips
- 38. #ue4fest#ue4fest • Directional LightはCascaded Shadowで調整 • Point Light, Spot LightはなるべくStaticで。動的に配置する ときもなるべくCast Shadowさせない • StationaryなPoint Light, Spot Lightをオーバーラップさせ ない。範囲も極力狭く Light Stationary Lightが５つ以上オーバーラップするとこのよう にバッテンがついたりします、これは論外ですが、バッテン がついてないからと安心せずに、極力オーバーラップを無く しましょう
- 40. #ue4fest#ue4fest • パーティクルがたくさん出る。半透明やMaskedが重なり合う • ライトがたくさん発生する • 半透明のDefaultLitを使用している • 描画面積が大きい • Refractionの多用 エフェクトが重くなる要因
- 42. #ue4fest#ue4fest ライトを発生させるときは次の点に注意 • なるべくシャドウは無しで • 数は最低限 • ライトの範囲を極力狭く • ライト同士の範囲が重ならないように ライトの調整はけっこう難しいです。欲しい見た目にしようと するとかなり広い範囲のライトになりがちですが、激重になり ます。 パーティクルのライト
- 46. #ue4fest#ue4fest 屈折Vectorバッファを もとに屈折を反映させ た画面が作成されます。 Refractionの描画 Refactionの描画をまとめると • TranslucencyパスでRefractionが設 定されたActorが描画される • Distortionパスで同Actorが屈折 Vector描画のためもう一度描画され る • 屈折描画をもとに全画面を歪めた画 像が描画される。
- 49. #ue4fest#ue4fest • アンチエイリアス • モーションブラー • ディストーション • SSAO,SSR,DoF,Bloom,ToneMapping • ポストプロセスマテリアル • Shadowの合成 • ライティングパス などなど。Dynamic Resolutionによる効果がダイレクトに。 全画面描画するもの
- 51. #ue4fest#ue4fest GPUの負荷の話ばかりでしたが、CPUについても少しだけ。 CPU負荷はゲームのスタイルによってケースバイケースですが • AI処理 • コリジョン判定 • アニメーション • UMGの更新 • 通信処理 のあたりが問題になります。 CPU負荷について
- 56. #ue4fest#ue4fest DrawCall削減のためにアクターマージをするときの注意点 • マージ後のバウンディングボックスを確認。大きくなるとカ リング効率が悪く描画負荷が高くなる。 • 離れて配置されているものをマージしない。バウンディング ボックスが巨大になりがち • マテリアルが違うものをマージしてもマテリアルごとに描画 されるのでBasePassのDrawCallは減らない バウンディングボックスが大きいと実際には１ピクセルも描画 されないのに数十万頂点がGPUに投入されたりします。 DrawCallとマージ
- 62. #ue4fest#ue4fest • 60fpsゲームとして企画、デザインする。 • 日々計測。計測の結果を信じる。予想で終わらせない。 • チリツモな作業の連続、ていねいな仕事が結果最も早い。 • こまめにターゲットコンソールで確認する。 • すべてのセクションで協力する。エンジニアまかせにしない。 説教ぽくなりますが、60fpsは茨の道です。 60fpsの秘訣
- 63. #ue4fest#ue4fest • 60fpsで作るのはしんどい • 60fpsで遊べると気持ちいい ご静聴ありがとうございました。 ソレイユでは新人からベテランまで幅広く人材を募集していま す。興味があれば弊社ウェブサイトからエントリーできますの で是非！ ソレイユ株式会社 http://soleilgamestudios.com/ まとめ