『FINAL FANTASY VII REMAKE』におけるプロファイリングと最適化事例 UNREAL FEST EXTREME 2021 SUMMER

© 2021 SQUARE ENIX CO., LTD. All Rights Reserved.
© 1997, 2021 SQUARE ENIX CO., LTD. All Rights Reserved.
CHARACTER DESIGN:TETSUYA NOMURA/ROBERTO FERRARI
LOGO ILLUSTRATION:©1997 YOSHITAKA AMANO

※「Unreal Engine 4」は Epic games, Inc. の商標または登録商標です。

いずれかの条件でQAからバグとして報告されてしまう！！
条件1
条件２

QA
プロファイリング担当
修正担当者
(アーティスト・プログラマ)

-

Thread 優先度アフィニティマスク
GameThread TPri_Normal MAKEAFFINITYMASK1(0)
RenderingThread TPri_Normal MAKEAFFINITYMASK1(1)
RHIThread TPri_Normal MAKEAFFINITYMASK1(2)
TaskGraphThread TPri_SlightlyBelowNormal MAKEAFFINITYMASK7(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
PoolThread TPri_Lowest MAKEAFFINITYMASK4(3, 4, 5, 6)
AsyncLoadingThread TPri_BelowNormal MAKEAFFINITYMASK5(2, 3, 4, 5, 6)

void UParticleSystemComponent::TickComponent(float DeltaTime, enum ELevelTick TickType, FActorComponentTickFunction *ThisTickFunction)
{
// 省略...
AsyncWork = TGraphTask<FParticleAsyncTask>::CreateTask(nullptr, ENamedThreads::GameThread).ConstructAndDispatchWhenReady(this);
ThisTickFunction->GetCompletionHandle()->DontCompleteUntil(AsyncWork);
// 省略...
}
class FParticleAsyncTask
{
// 省略...
void DoTask(ENamedThreads::Type CurrentThread, const FGraphEventRef& MyCompletionGraphEvent)
{
FGraphEventRef Finalize = TGraphTask<FParticleFinalizeTask>::CreateTask(nullptr, CurrentThread).ConstructAndDispatchWhenReady(Target);
MyCompletionGraphEvent->DontCompleteUntil(Finalize);
}
// 省略...
};

TickGroup
GameThread
TaskGraphThread
Tick
Async
Finalize
NullTask
このタスクがあると
他のタスク実行を
邪魔する
TickGroup
の終わり

UParticleSystemComponent::UParticleSystemComponent(const FObjectInitializer& ObjectInitializer)
: Super(ObjectInitializer)
{
// 省略...
AsyncTickFunction.Target = [this](float DeltaTime) {
ComputeTickComponent_Concurrent();
};
FinalizeTickFunction.Target = [this](float DeltaTime) {
FinalizeTickComponent();
};
// 省略...
}

void UParticleSystemComponent::RegisterComponentTickFunctions(bool bRegister)
{
// 省略...
if (bRegister)
{
if (SetupActorComponentTickFunction(&AsyncTickFunction))
{
AsyncTickFunction.AddPrerequisite(this, PrimaryComponentTick);
}
if (SetupActorComponentTickFunction(&FinalizeTickFunction))
{
FinalizeTickFunction.AddPrerequisite(this, AsyncTickFunction);
}
}
else
{
if (AsyncTickFunction.IsTickFunctionRegistered())
{
AsyncTickFunction.UnRegisterTickFunction();
}
if (FinalizeTickFunction.IsTickFunctionRegistered())
{
FinalizeTickFunction.UnRegisterTickFunction();
}
}
// 省略...
}

StartFrame TickGroup
GameThread
TaskGraphThread
Tick
Async
Finalize
TickGroup
の終わり
Tick
Async
Finalize
すべての
TickGroup前に
タスクの依存関係の
構築をするようになる
NullTaskがなくなり直接
TickGroupの終わりへ

UObjectの数 GCの負荷

int32 FEngineLoop::PreInit( const TCHAR* CmdLine )
{
// 省略...
UObject* StartupPackages = LoadPackage(NULL, TEXT("/Game/ResidentAsset"), LOAD_None);
if (GUObjectArray.IsOpenForDisregardForGC())
{
GUObjectArray.CloseDisregardForGC();
}
// 省略...
}

Total：243350
対応前
Total： 140681
対応後

108.76
69.33
83.87
93.83
55.28
67.48
0
20
40
60
80
100
120
A地点 B地点 C地点
ミ
リ
秒
未対応 Disregard for GC
-14.93 ms
-14.05 ms
-16.39 ms

[/Script/Engine.GarbageCollectionSettings]
gc.ActorClusteringEnabled=True
// クラスタを作る
virtual bool UHoge::CanBeClusterRoot() const override { return true; }
// クラスタへ入れないようにする
virtual bool UHoge::CanBeInCluster() const override { return false; }

Total：140681 Total：72345
対応後
対応前

93.83
55.28
67.48
84.07
43.71
58.03
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ミ
リ
秒
Disregard for GC のみ GC Cluster + Disregard for GC
-9.76 ms
-11.57 ms
-9.45 ms

37.62
24.05
12.9
60.48
59.15 59.35
10.66 10.63 10.8
0
10
20
30
40
50
60
70
未対応 Disregard for GC のみ GC Cluster + Disregard for GC
ミ
リ
秒
PerformReachabilityAnalysis UnhashUnreachable その他

class UHoge : public UObject
{
// 省略...
virtual bool IsDestructionThreadSafe() const override { return true; }
// 省略...
};

84.07
43.71
58.03
20.52
16.83 18.04
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
ミ
リ
秒
GC Cluster + Disregard for GC すべての改善
-26.88 ms
-63.55 ms
-39.99 ms

12.9
10.82
59.35
0.45
10.8 10.25
0
10
20
30
40
50
60
70
GC Cluster + Disregard for GC すべての改善
ミ
リ
秒
PerformReachabilityAnalysis UnhashUnreachable その他

１２ 3 4

適用前適用後
Frame Rate -2.42 FPS
Game -2.09 ms
Draw -1.53 ms
適用後は大幅な改善！！

22.1468 20.668
6.586
70.564
19.012 18.167
5.458
62.443
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Game Thread Render Thread RHI Thread All TaskGraphThreads
ミ
リ
秒
適用なし PGO+LTO
-3.1348 ms -2.501 ms
-1.128 ms
-8.121 ms

Frame 2
Frame 1
GameThread
FEngineLoop
Tick
AsyncLoadingThread
FrameSync
Loading
処理
FEngineLoop
Tick
FrameSync
Loading
処理

Frame 3 Frame 4 Frame 5
Frame 2
Frame 1
GameThread
FEngineLoop
Tick
AsyncLoadingThread
Loading
処理
FEngineLoop
Tick
Loading
処理
FEngineLoop
Tick
Loading
処理
FEngineLoop
Tick
Loading
処理
FEngineLoop
Tick

class UHoge : public UObject
{
// 省略...
virtual bool IsPostLoadThreadSafe() const override { return true; }
// 省略...
};

OFF ON
12.453秒 6.447秒

OFF ON
6.447秒 1.926秒

Character Movement Component
Skeletal Mesh Component
※ Root Motion と Parallel Evaluate Animation 使用時。Physics / Cloth は除く

Game Thread で実行される Character Movement Component Tick

Character Movement Component Tick で実行される Update Animation
（アニメーション時間更新と Root Motion 移動量計算）

Game Thread で実行される Skeletal Mesh Component Tick

Skeletal Mesh Component Tick からタスクを積まれ、
Task Thread で実行される Evaluate Animation
（アニメーションポーズ評価）

Skeletal Mesh Component Tick からタスクを積まれ、
Evaluate Animation 完了後に実行される
Game Thread で実行される Complate Animation
（Component Transform 更新、Physics Scene 更新、Notify 呼び出し）

Task Thread で実行される Character Movement Component Tick
Update Animation も同タイミングで並列実行

Game Thread で実行される Post Character Movement Update
シーンをクラスタ分割して必要なもの同士のみ押し当たりを実行

Task Thread で実行される Skeletal Mesh Component Tick
※ Tick Manager によるスケジューリング時に投入されるのでオーバーヘッドが少ない

Game Thread で実行される Skeletal Mesh Component Post Tick
※ Tick Manager によるスケジューリング時に投入されるのでオーバーヘッドが少ない

IK はどうする？

次のフレームまでに
まとめて実行

モーションA
モーションB
クロスフェード
モーションA モーションB
慣性補間
加算

直リファレンスは基本的に NG

FName name = TEXT("HogeHoge");

static const FName StaticName = TEXT("HogeHoge");
FName name = StaticName;

UCLASS()
class UMyClass : public UObject
{
GENERATED_BODY()
UPROPERTY()
TArray< FMyStruct > MyDataList;
TMap< int32, FMyStruct > MyDataMap;
virtual void Serialize(FArchive& Ar) override;
};
UCLASS()
class UMyClass : public UObject
{
GENERATED_BODY()
UPROPERTY()
TMap< int32, FMyStruct > MyDataMap;
};
実装イメージ

void UMyClass::Serialize(FArchive& Ar)
{
Super::Serialize(Ar);
// MyDataListはデシリアライズされたTArray
if (MyDataList.Num() > 0)
{
if (MyDataMap.Num() == 0)
{
MyDataMap.Reserve(MyDataList.Num());
for (auto& Elem : MyDataList)
{
// TMapへコピー
MyDataMap.Add(Elem.Id, Elem);
}
}
}
}

実行時間[ms]
対応前(TMap) 468.87
対応後(TArray) 193.84
約60%の改善

実行データ
(UDataTable)
コンバート
・C++クラスの自動生成
・uassetの更新
企画データ(Excel)

コンバート
・C++クラスの自動生成
・uassetの更新
企画データ(Excel) 実行データ
(独自形式)

struct MyDataTableRow
{
int32 HitPoint;
int32 MagicPoint;
bool GameFlag;
TArray<int32> SomeDataList;
void SaveOrLoad(FArchive &Ar);
};
void MyDataTableRow::SaveOrLoad(FArchive &Ar)
{
// 保存と読み出し
Ar << HitPoint;
Ar << MagicPoint;
Ar << GameFlag;
Ar << SomeDataList;
}

UCLASS()
class UMyDataTable : public UObject
{
GENERATED_BODY()
// 行データ
TMap<FName, FMyDataTableRow> RowDataMap;
virtual void Serialize(FArchive& Ar) override;
};
void UMyDataTable::Serialize(FArchive& Ar)
{
Super::Serialize(Ar);
if (Ar.IsSaving())
{
// 保存
int32 RowNums = RowDataMap.Num();
Ar << RowNums;
for (auto& Elem : RowDataMap)
{
FName RowName;
Ar << Elem.Key;
Elem.Value.SaveOrLoad(Ar);
}
}
else
//… 省略
}

データ型ディスクサイズ[MB]
DataTable 171
独自形式 49.3
約70%の削減
データ型平均実行時間[ms] 最大実行時間[ms]
DataTable 0.0364 13.305
独自形式 0.0082 4.528
約65%の改善
ファイルサイズの比較
デシリアライズ時間の比較

※「MotionBuilder」は Autodesk, Inc. の商標または登録商標です。

Shot 1 Shot 2 ….. Shot XX
Shot 1 Shot 2 ….. Shot XX
オーサリング用
シーケンサー
前半
シーケンサー
後半
シーケンサー
（※補足：ショットとは、カットシーンでカメラが切り替わる間の範囲）

• カットシーンパート
(再生中に後半シーケンサーをロード)
• チャプター開始
• フリー操作パート
• カットシーン前半部のロード
• 終了のトリガーを受け取り、
次のカットシーン前半部の
ロードを開始
• 以降、同様のゲームサイクル

表示切替トリガー

時間[s]
Frame 1 Frame 3
Frame 2 Frame 4
Frame 1 Frame 3
Frame 2 Frame 4
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