はじめに
ゲーム開発の絶え間ない進化の中で、リアルで没入感のある視覚表現を追求することが大きな原動力となっています。2024年のAdvanced Graphics Summitでのプレゼンテーション「Making Connections」では、Evanとアダムが、ゲームエンジンでのリアルタイムパストレーシング照明の実現に向けた驚くべき進歩を探ります。ゲームオーディオデザイナーとして、私たちはこれらの描画技術がゲーム体験全体をどのように向上させ、より現実味のある雰囲気のサウンドスケープを作り出せるかに特に興味があります。
リアルタイムパストレーシングとその利点
プレゼンター二人は、ゲームエンジンにリアルタイムパストレーシング照明を組み込む動機について述べています。より豊かで現実感のある視覚表現を望む中で、正確な影とダイナミックな光の伝播が重要であることを強調しています。多数の光源に対応する既存のダイナミックシャドウイング手法のスケーリングが課題だったところ、モダンなGPUがリアルタイムパストレーシングの新しい可能性を提供しています。しかし、マルチプラットフォームのサポートや性能予算の維持など、新たな描画技術をゲームエンジンに統合する複雑さも認識しています。
リアルタイムパストレーシングの基礎
プレゼンターの議論の核心をなすのは、レンダリング方程式、モンテカルロ積分、そして無バイアスで一貫したサンプリングの重要性を含む、パストレーシングの基本的な概念です。Reservoir-based Spatio-Temporal Importance Sampling (ReSTIR)アルゴリズムがリアルタイムパストレーシングの主要な要因として紹介されており、効率的なサンプル選択と再利用を可能にしています。時間的・空間的なサンプルの再利用によってもたらされる視覚的な改善を示し、ReSTIRがエッセンシャルな光路を見つける力強さを強調しています。
ディノイジングと材質固有のサンプリング
プレゼンターは、モンテカルロサンプリングによって生じる固有のノイズに対処するディノイジングの必要性に踏み込み、DLSS Ray Reconstructionのようなオフザシェルフのディノイジングソリューションの例を示しています。また、狭いBRDFを持つ鏡面反射材質では、正しい明るさのハイライトを生成するために光源上の正確な位置を見つける必要があるという課題にも言及しています。光源のBVHの使用が、鏡面反射のサンプリングを改善し、より正確なハイライトの再現を可能にする手法として紹介されています。
Unreal Engine 5のレンダリングパイプラインにパストレーシングを統合する
プレゼンターは、Unreal Engine 5のレンダラーにパストレーシングを統合するアプローチを共有しています。ラスタリゼーション、レイトレーシング、そしてキャッシュデータの組み合わせを使用し、性能予算の尊重、可能な限り無バイアスのサンプリングの維持、そして既存の照明システム(Luménなど)の活用の重要性を強調しています。レンダリングコードの継続的な評価と最適化は、パストレーシングの実装が進化するにつれて不可欠であり、シェーダー実行の分岐への対応などの課題に取り組む必要があると述べています。
間接照明へのパストレーシングの拡張
プレゼンターは、ディフューズおよび鏡面反射のグローバルイルミネーションを含む間接照明への、パストレーシング実装の拡張についてさらに説明しています。Unreal Engine 5のLuménグローバルイルミネーションシステムを活用し、ReSTIRベースのパストレーシングと統合する方法を解説しています。エミッシブのみの照明を組み込むことで実現した視覚的な改善を紹介し、この統合アプローチのメリットを強調しています。
まとめ
2024年のAdvanced Graphics Summitでのプレゼンテーションで、Evanとアダムが、ゲームエンジンにおけるリアルタイムパストレーシング照明の進化について包括的な概要を提供しています。ゲームオーディオデザイナーとして、私たちはこれらの描画技術がゲーム体験全体、特により没入感のある雰囲気のあるサウンドスケープの創造にどのような影響を及ぼすかに興味があります。基礎、ディノイジング、材質固有のサンプリング、そしてUnreal Engine 5への統合に関するプレゼンターの洞察は、視覚的な美しさと現実性の限界を押し上げようとするゲーム開発者にとって非常に有益な知見を提供しています。
主なポイント:
- ゲームエンジンでのリアルタイムパストレーシングにより、正確な影とダイナミックな光の伝播を備えた、よりリッチで現実感のある視覚表現が可能になる。
- ReSTIRアルゴリズムは、パストレーシングにおける効率的なサンプル選択と再利用の鍵となる。
- ディノイジングと材質固有のサンプリングが、高品質な結果を得るために不可欠である。
- 既存のゲームエンジンレンダリングパイプラインにパストレーシングを統合するには、性能、無バイアスのサンプリング、既存システムの活用のバランスを慎重に取る必要がある。
- ディフューズおよび鏡面反射のグローバルイルミネーションなど、間接照明へのパストレーシングの拡張により、視覚的なリアリティがさらに向上する。