大規模タイトルにおけるエフェクトマテリアル運用 (SQEX大阪: 林武尊様) #UE4DD

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Deep Dive
大規模タイトルのエフェクトマテリアル運用
株式会社スクウェア・エニックス林武尊
公開版

略称について
略称について
• 『Unreal Engine 4』をスライド内では『UE4』と記載しています
• 『PlayStation®4』も同様に『PS4』と記載しています
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自己紹介

自己紹介
• 林武尊（ TAKERU HAYASHI ）
• エフェクトアーティスト
• KINGDOM HEARTS シリーズ

今日お話する内容

• UE4を使ったPS4の大規模タイトルでの事例
• 経験したことのないスタッフ数
• エフェクトチームでのマテリアルの運用のお話
内容

• ファンタジックなエフェクトが沢山出る
• 色々と四苦八苦したお話
• スライドはDLしてご覧ください
ノートの方で大量に補足しています
前提として‥

• 世の中にまだまだ情報が少なくて苦労した
これから取り掛かる方に少しでも参考になって欲しい
• 色んな会社さんが事例をどんどん出していって欲しい
今回の講演がそのきっかけの1つになれば嬉しい
講演の目的

アジェンダ
• エフェクトアセットの概要
あるタイトルでの事例
• アセット管理
• アセット管理での工夫
• ファイルサイズの計測
• チェック環境
補足事項
• テクスチャ
• マテリアル
• マテリアルの利便性向上

エフェクトアセットの概要

ここに１つのエフェクトがあったとする

エフェクトは複数のエミッターで構成される

エミッターはパーティクルの発生源

パーティクルを1つだけ生成したり沢山生成したり
1つだけ
沢山

1つのエミッターで1つのマテリアルを使う
Mat Mat Mat
Mat Mat
Mat

1つのマテリアルに複数のテクスチャを使ったりもする
Tex A
Mat
Tex B
エミッシブカラー
オパシティ

エフェクトのテクスチャはモノクロで十分な場合が多い

Tex C
テクスチャを歪ませるために別のテクスチャも使う
Tex A
Mat
Tex B
オパシティ

Tex C
千切れていく表現のために別のテクスチャも使う
Tex A
Mat
Tex B
Tex D
オパシティ

つまりエフェクトはテクスチャを沢山使う

エフェクトのUE4上での参照関係はこんな感じになる
Tex Tex
テクスチャマテリアル
MatInst
Master
Tex Tex
エフェクト
エミッターA
エミッターB
エミッターC
エミッターD
差し替え分
デフォルト指定

次はエフェクトでメッシュを扱う場合について

パーティクルは大きく分けてスプライトとメッシュ
スプライトメッシュ
※本スライドでは「スプライトパーティクル」と呼称

メッシュパーティクルの場合
元のマテリアルをオーバーライドできる
メッシュ
Mat
Mat

もしもオーバーライドできる機能が無かった場合‥
同じ形状でもマテリアルの数だけメッシュの用意が必要
Mat
・・・
Mat Mat Mat Mat
メッシュ

エフェクトのUE4上での参照関係はこんな感じになる
Tex Tex
テクスチャマテリアル
MatInst
Master
メッシュ
Mdl
Tex Tex
エフェクト
エミッターA
エミッターB
エミッターC
エミッターD
Mat Tex
オーバーライド
差し替え分
デフォルト指定

つまり1つのエフェクトでこれだけのアセット量になる
Mat Mat Mat
Mat Mat
Mat
Mdl
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Master Master Master Master
Master Master
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Tex Tex
Mat
Tex

まとめると‥
• エフェクトは沢山のマテリアルを使って表現する
• マテリアルとテクスチャを組み合わせる
• マテリアルとメッシュを組み合わせる
• それらの組み合わせは非常に膨大！

実際にどんなテクスチャ・マテリアル・メッシュを
最初に用意するかというと、汎用的なものになる

エフェクトの汎用アセットはこんなイメージ
Tex Tex Tex
テクスチャ
Tex Tex Tex
Tex Tex Tex
Tex Tex Tex
マテリアル
Mat Mat Mat
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
メッシュ
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl

マテリアル
Mat Mat Mat
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
メッシュとマテリアルの組み合わせについて
メッシュ
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl
Mdl Mdl Mdl
パーティクル側でマテリアルをオーバーライド可能なので
メッシュとマテリアルそれぞれ必要数だけの用意で済む

マテリアル
Mat Mat Mat
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
Mat
Inst
マテリアルとテクスチャの組み合わせについて
Tex Tex Tex
テクスチャ
Tex Tex Tex
Tex Tex Tex
Tex Tex Tex
問題はこちらで、マテリアルとテクスチャの組み合わせ分の
マテリアルインスタンスを用意しないといけない
しかもパラメータ違いなどもあるので膨大な数に及んでしまう

マテリアルインスタンスがテクスチャの数だけ増える
マスターマテリアル A
Mat
Inst
A
Mat
Inst
B
Mat
Inst
C
マスターマテリアル B
Mat
Inst
A
Mat
Inst
B
Mat
Inst
C
ただ、マテリアルインスタンスのファイルサイズは極小なので
同じ組み合わせがあちこちに生まれても良しとするのもアリかも

マスターマテリアル自体も結構な数が必要になる

例えばリアル系の世界観でシューターだったりすると‥
炎、マズルフラッシュ、爆発、薬莢、煙、水飛沫
‥のような表現したいカテゴリごとにマスターマテリアル
を何種類かずつ用意するというような形で済む？

しかし、ファンタジーな世界観かつ大量にエフェクトを
作成するためにも、汎用的なマテリアルの組み合わせで
なるべく賄いつつ‥
しかし特殊な表現を求められることも多いので
各場面で固有のアセットも必要になる

そのため基本的には
① 汎用アセットをメモリに常駐させる
② 常駐アセットをフル活用してエフェクトを作成
③ 読み込みが許容できる範囲内で固有アセットを作成
これが基本的なデータの持ち方になる

かといって何でもかんでも常駐させる訳にはいかない
メモリ使用量・使用効率を考えつつ‥
ゲーム起動時のロード時間とのトレードオフになる

ではどんなアセットを常駐させるのかというと
ゲーム中の読み込み時にネックになるアセット
つまりゲーム中の使用頻度が高い上で
「サイズが大きい」ものと「数が多い」もの
今後、ロード処理の抜本的な変更により
細かなアセットのロードも改善されるとのこと

では各アセットのファイルサイズはどの程度なのか？
容量が大きくなるのは主にテクスチャだけではなく
現状ではマテリアルもかなり容量を占める
マテリアルのサイズはUE4.14で大きく削減されるとのこと

• TC_Default (DXT1)
• TC_Default (DXT5)
• TC_Alpha (BC4)
• VectorDisplacementmap
(非圧縮4チャンネル)
テクスチャのサイズ
※PS4向けにクック後のファイルサイズ / 全てMipmapあり
UE4.13で計測
‥1024ｘ1024で約680KB
‥1024ｘ1024で約1370KB
‥1024ｘ1024で約680KB
‥1024ｘ1024で約5460KB

• マスターマテリアル
標準(半透明/Unlit)
不透明でやや複雑
半透明でDefaultLit
デカールでやや複雑
• マテリアルインスタンス
マテリアル関数
マテリアルのサイズ
※PS4向けにクック後のファイルサイズ
UE4.13で計測
‥約110～140KB
‥約230～270KB
‥約470～480KB
‥約280～320KB
‥約1～3KB
‥約1.6～2KB

• 標準的なもの ‥約3～20KB
• 重ためのもの ‥約30～70KB
スタティックメッシュのサイズ
※PS4向けにクック後のファイルサイズ
UE4.13で計測

これらを踏まえると‥
• テクスチャとマスターマテリアルは常駐の対象
• メッシュは容量は小さめだが使用頻度が高いものは
常駐させて良いように思う
• マテリアルインスタンスは容量は極小だが
UE4.11～12当時はファイル数が多いことがロードの
ネックになっていたので常駐に含めていた
今後のロードの改善に合わせて方針も変わりそう

加えて‥
エフェクトはゲーム中に突発的に表示されるものが多い
（プレイヤーの技など）
読み込みの観点から、いつでも突然表示される可能性が
あるエフェクトは常駐アセットで賄い
読み込みを挟んでもOKなものは固有アセットを併用

読み込みOKな例は‥
・読み込み前提の大技のエフェクト
・ボスのエフェクト（レベルに紐付く）
・レベルに配置する背景エフェクト（レベルに紐付く）
・カットシーンエフェクト（レベルに紐付く）

プレイヤーの汎用技
汎用的に配置されるもの
いつでも出る可能性のあるもの
プレイヤーの読み込み技
ボス
カットシーン
背景エフェクト
固有アセット
理想
テクスチャ、メッシュ、マテリアル
メモリに常駐させるアセット
レベルに依存しないものレベルに依存するもの

テクスチャ、メッシュ、マテリアル
プレイヤーの読み込み技
ボス
カットシーン
背景エフェクト
プレイヤー
汎用配置物など
プレイヤーの汎用技
汎用的に配置されるもの
いつでも出る可能性のあるもの
実際常駐させる固有アセットメモリに常駐させるアセット
レベルに依存しないものレベルに依存するもの

以上がエフェクトアセットの概要になります

ちょっと特殊なケース
大規模プロジェクトのチーム構成＆アセット構成だが
ゲーム全体ボリュームは小さめなのでその点は参考程度で

まずエフェクトのアセット数と容量の結果から

211
161
353
61
193
62
3
40 108
38
1
82
125
6
195
242
330
22
215
603
30
テクスチャマテリアルインスタンス関数メッシュパーティクルその他
○ エフェクトの総アセット数約3000
常駐指定1000 プレイヤー400 固有アセット1600
446個 511個 721個 84個 490個 790個 40個
※常駐テクスチャの大多数は実際にはストリーミングされていた
UE4.13で計測

21
67
1 0 6 6 0
9
34
0 0
14 22
0
132
98
1 0
44
52
0
テクスチャマテリアルインスタンス関数メッシュパーティクルその他
○ アセットの総ファイルサイズ約500 MB
常駐指定100 MB プレイヤー80 MB 固有320 MB
162MB 200MB 2MB 0MB 64MB 80MB 0MB
※常駐テクスチャの大多数は実際にはストリーミングされていた
UE4.13で計測

アセット管理

アセット管理
エフェクトで扱うアセットの種類
• テクスチャ
• マテリアル関連
• スタティックメッシュ
• パーティクルシステム
• データアセット
• スケルトン
• アニメーション
• 各種ブループリント
作成するもの編集だけするもの

アセット管理
プロジェクト全体の主なフォルダ構成
level
effect
‥
characer
content
エフェクトはここで一元管理

アセット管理
エフェクト全体の主なフォルダ構成
level
useful
common
enemy
player
effect
レベルに紐付かないもの
レベルに紐付くもの
（背景、ギミック、カットシーン）

アセット管理
level
useful
common
enemy
player
effect
メモリに常駐させるアセット
常駐させないが汎用的なアセット
管理者だけ編集可

アセット管理
level
useful
common
enemy
player
effect
各地にちらばっている
汎用的なアセットを移動

アセット管理
level
useful
common
enemy
player
effect
使用頻度が低いなら降格
使用頻度が高いなら昇格

アセット管理
エフェクト常駐アセットの主なフォルダ構成
mat_dcl
tex
mdl
mat_mdl
mat_par
mat_master
common
マスターマテリアル
マテリアルインスタンス（スプライト用）
マテリアルインスタンス（メッシュ用）
マテリアルインスタンス（デカール用）
スタティックメッシュ
テクスチャ

アセット管理
マスターマテリアルについて

アセット管理
エフェクトのマテリアルで扱う主な要素
• アルファ合成 / 加算合成
• 両面 / 片面
• Particle Colorの反映
• 頂点カラーの反映
• テクスチャの反映
• SubUVアニメーション
• UV周りの設定
• Dynamic Parameter
• ソフトパーティクル
• フレネル
• ニアフェード
• その他いろいろ‥

アセット管理
これらの組み合わせをそのまま用意しようと思うと‥

アセット管理
マスターマテリアルが組み合わせ爆発を起こす
アルファ
加算
両面
片面
ParCol
あり
ParCol
無し
VerCol
あり
VerCol
無し
通常TEX
SubUV
カラー
モノクロ
DynParam
あり
DynParam
無し
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
フェードあり
フェード無し
1024種類

アセット管理
なので何を制限・統一するかという話になる
アルファ
加算
両面
片面
ParCol
あり
ParCol
無し
VerCol
あり
VerCol
無し
通常TEX
SubUV
カラー
モノクロ
DynParam
あり
DynParam
無し
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
フェードあり
フェード無し
64種類

アセット管理
組み合わせを必要最小限にするための精査

アセット管理
まずはエフェクトのマテリアルに必要な基本設定から

アセット管理
• アルファ合成か加算合成か
⇒ どちらも使うケースがある
Blend Mode
アルファ合成加算合成

アセット管理
• ライティングありか無しか
⇒ どちらも使うケースがあるが基本的には無し
Shading Model
あり無し

アセット管理
• 片面か両面か
⇒ どちらも使うケースがあるが基本的には両面
両面処理
両面じゃないと困る例1 両面じゃないと困る例2

アセット管理
• 半透明を別バッファに描き被写界深度の後に合成する
またいわゆる縮小バッファとして利用できる
ありか無しか
⇒ 基本的には無し
Separate Translucency
Separate
Translucency
OFF
被
写
界
深
度
Separate
Translucency
ON
不
透
明
描画の流れ

アセット管理
• 半透明へのTemporal AAの影響をマスクする
ありか無しか
⇒ Temporal AAを使用しないので無し
Responsive AA

アセット管理
• するかしないか
⇒ 拡張対応面で便利なものの今回は無しで運用
次の機会に使ってみたい
マテリアルアトリビュートを使用

アセット管理
次にエフェクトのマテリアルに必要な機能について

アセット管理
• エフェクト側から色を与えるノード構成
ありか無しか
⇒ 基本的にあり
使用しないのは屈折マテリアルなど一部の例外のみ
Particle Color
あり無し

アセット管理
• メッシュの頂点カラーを取得するノード構成
ありか無しか
⇒ 不要なものも沢山あるが基本的にあり
スプライトパーティクルには必要ないが全てに内包
頂点カラー
あり無し

アセット管理
• TextureSamplerノードで色を与える構成
カラーかモノクロか
Sampler Typeの種類分だけ数が増えるので‥
カラーはDXT1、モノクロはBC4で統一
テクスチャの種類
DXT1 BC4

アセット管理
• 余談
テクスチャを使用するか固定値か
⇒ マテリアルの種類を増やしたくなかったので
必ずテクスチャを使用する形にした
固定値は1ｘ1ドットの真っ白テクスチャを使う
テクスチャの種類
1ｘ1

アセット管理
• フリップブックアニメーションが可能なノード構成
通常のテクスチャか SubUVを利用するか
パターン切り替え時にブレンド補間が可能
全てParticleSubUVにするという選択肢もある？
Particle SubUV

アセット管理
• UVのタイリングやスクロール速度を指定する構成
ありか無しか
⇒ タイリングに関しては基本的にあり
1. 全てのテクスチャノードはタイリング可能
2. メッシュ用ではスクロール速度を指定可能
UV周りの設定

アセット管理
• 余談
エフェクト側の機能としてマテリアル全体の
UVの90度回転とタイリング数の指定が可能なよう拡張
UV周りの設定
90度回転タイリング

• エフェクト側からの動的な値をマテリアルで取得する
ありか無しか
UVスクロールやUVの初期値ランダム用にメッシュ限定で使用
アセット管理
Dynamic Parameter

アセット管理
• いわゆる「ソフトパーティクル」を行うノード構成
ありか無しか
⇒ どちらのケースもある
GPU負荷もあるので全てのマスターマテリアルには含めない
Depth Fade
あり無し

アセット管理
• いわゆる「フレネル」を行うノード構成
ありか無しか
⇒ どちらのケースもある
大抵はメッシュパーティクル用途に限られる
Fresnel
あり無し

• カメラ方向にパーティクルの位置をズラすノード構成
ありか無しか
⇒ GPUパーティクル用途では欲しい
エフェクト側に代替となる機能を追加拡張
なのでマスターマテリアルには含めない
アセット管理
カメラオフセット
※GPUパーティクルではCamera Offset
モジュールが使えないため

アセット管理
• パーティクルがカメラに近いとフェードするノード構成
ありか無しか
⇒ どちらのケースもあるが基本的には無し
どうしても欲しい場合は固有マテリアルで対応
⇒ 後にエフェクト側に機能を追加拡張
ニアフェード

アセット管理
以上をベースにして必要最小限の組み合わせを決めた
アルファ
加算
カラー
モノクロ
通常
SubUV
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
32種類
SubUVに統一できるならさらに半分に減る‥
モノクロに統一できるならさらに半分に減る‥

アセット管理
統一性を取るならこのような感じだが‥
アルファ
加算
カラー
モノクロ
通常
SubUV
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
32種類
両面
頂点カラー：あり
UVタイリング指定・スクロール速度指定
DynamicParameterはどうしよう‥

アセット管理
スプライトパーティクル用途の場合
アルファ
加算
カラー
モノクロ
通常
SubUV
ソフトあり
ソフト無し
メッシュパーティクル用途の場合
アルファ
加算
カラー
モノクロ
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
16種類
16種類
DynamicParam含む

アセット管理
さらに千切れマスターマテリアルが欲しいとなった場合‥
アルファ
加算
カラー
モノクロ
通常
SubUV
ソフトあり
ソフト無し
フレネルあり
フレネル無し
32種類
8
いくつか制限を決めて8種類をリリース‥という感じ
モノクロのみに制限できるならさらに半分に減る

アセット管理
ただしスプライトパーティクル用のマテリアルを
メッシュパーティクルに転用したり、その逆も考えられる
ので、設定は統一できるところは統一した方が良い

アセット管理
マスターマテリアル構築の基本方針

アセット管理
• なるべく汎用性が高い
• なるべくシンプルでわかりやすい
• なるべくメンテナンスが楽
• なるべく処理負荷に優しい

アセット管理
• 根幹は1人が整備＆管理するのがやっぱり良い
メンテナンスについて

アセット管理
• Static Switch Parameterを使いたかった
当初は使っていたが、分岐を変えると別シェーダーに
なりファイルサイズ増大に繋がったため全て撤廃
スイッチの切り替えは「管理者しか触らない」運用も考えたが
うっかり触ってしまうケースを懸念して断念した
シンプルさとメンテナンス性について

アセット管理
• ブレンドモードの変更はマテリアルインスタンス側で
マテリアルプロパティオーバーライドで上書いて
上書いたものだけは孫インスタンスで利用する
別シェーダー扱いになるので管理者のみ行うルール
こちらは設定場所が離れていて分かりやすいのでアリとした
シンプルさとメンテナンス性について
アルファ
子
加算
孫孫子

アセット管理
• PS4実機上で処理負荷をざっと計測して
マスターマテリアル構築時に判断材料にした
※具体的なことは後述
処理負荷について

アセット管理
エフェクトアセットの命名規則

アセット管理
• テクスチャの場合‥
かなりガチガチに決めている
作成者カテゴリ内容補足
htx_fir_8x4_00
林作成テクスチャ炎 8x4パターン 00番
htx_smk_02n
林作成テクスチャ煙 02番のノーマルマップ
連番

アセット管理
• マテリアル / マテリアルインスタンスの場合‥
作成者カテゴリ内容連番
hmi_smk_8x4_fs02a
林作成マテリアルインスタンス煙 8x4パターン
フレネル付ソフトパーティクル付 02番アルファ合成
f (フレネル) / s (ソフトパーティクル) / a (アルファ) / k (加算)
機能合成

アセット管理
• ParticleSystemの場合‥
Ｖカテゴリ内容A
vp_aaa_hit1
プレイヤーの技「AAA」のヒットエフェクト 1番
ve_bbb_ccc0
敵「BBB」の技「CCC」のエフェクト 0番
内容B 連番

アセット管理での工夫

コンテンツブラウザ上でマテリアルやパーティクルの
アセット名とサムネイルでは中身が判断つきにくい
でもエクセルやWikiで一覧を作るのも大変だし
スタッフがそれを確認しながら作業するのも大変なので‥

• マテリアルとマテリアルインスタンスに説明文を記述
できるように拡張してもらった
コンテンツブラウザ上でポップアップ表示される
タグ付け

• パーティクルにもタグ付けの機能を追加してもらった
説明文、担当者、カテゴリ、属性、進捗状況など
コンテンツブラウザ上でポップアップ表示される
タグ付け

• パーティクルシステムを検索する専用のツール
エフェクトアセットサーチャー

• タグの内容や使用モジュールで検索が可能
設定に注意が必要なモジュールを検索したりできる
• エフェクトのプレビューも可能
プレビューでのポストプロセスの設定変更も可能
• ツール上からの設定変更が可能
エフェクトアセットサーチャー

アセットの使用頻度を調べたいことがよくある
① 使用頻度が高いものを常駐アセットに昇格させたい
② 使用頻度が少ないものを常駐から外したい
③ 全く使用されていないものを削除したい
‥1つ1つリファレンスビューワで確認する？

• セッションフロントエンドで検索可能にしてもらった
参照数０のアセットのリストアップ
行末に参照数を付与してリストアップ
使用頻度の検索

似たアセットがあちこちで生まれてしまう
それらを統合する場合‥

• 同じようなテクスチャを一覧して統合したい場合は
ローカルコレクションに登録して作業すると快適
似た絵柄の一覧

ちなみにアセット統合時に利用する
「リファレンスの置換」は
マテリアルとマテリアルインスタンスの置換も可能

大量にあるテクスチャやマテリアルの設定を
一括変更したい場合がある

• テクスチャの基本的な設定の漏れに関しては
たまにプロパティマトリクスで調べて一括変更する
マテリアルは昔は使えたが今は使えない模様
設定の一括変更

• マテリアルの内部に対して検索をかけ、ノードの設定
を一括で変更するコマンドレットを作成してもらった
実行ファイルで直接アセットデータを書き換える
例1：TextureSamplarノードのSamplarTypeを
TC_GrayscaleからTC_Alphaに一括変更する
例2：メインマテリアルノードの設定を一括変更

• 開発が進むにつれ気軽に一括変換できなくなった
※意図しない設定でエフェクトが調整されているため
なので今後は検索して重要な設定の漏れがあるものを
リストアップだけして手動で変更する方向で検討

• 巨大なサイズのテクスチャはサイズマップで調べる
LOD Biasは反映されないがMaximum Texture Sizeは反映される
巨大なテクスチャの検出

• 背景班のアセットを使用したい場合にルールを設けた
① 事前に連絡する
② 基本的にはコピーはしない
③ 共有コレクションに登録する
• エフェクトのアセットの削除やリダイレクタ修正で
他の班のアセットに更新がかかる場合は事前確認する
他セクション間でのやり取り

ファイルサイズの計測

PS4向けにクック済みのアセットのファイルサイズを計測

クックとは
指定プラットフォーム向けに
アセットをフォーマット変換する行為
デプロイとは
データを開発機にコピーしたりなどの
各プラットフォームで動かすこととその準備
By Epic 篠山さん

• 開発途中から毎晩自動でクック
• ログのテキストでクック後のアセットが一覧できる
• マクロで集計しやすい形に整形して簡易的に確認
秀丸マクロとExelのVBAマクロを併用した
のちに背景班ではPythonスクリプトを用意
ナイトリークック

• クックサイズをグラフで確認できるウェブページが
プロジェクトのHP内に用意された
各パートごとのファイルサイズが一目で分かる
日々の推移も確認できる
こちらでデータの総容量を確認していた
ナイトリークックの自動集計ページ

• クック後のファイルサイズを調べるだけなら
実機は必要無いので手軽に可能
専用マップを作ってUnreal Frontendでクック
• 少し条件を変えてすぐに再クックするなら5～15分
指定フォルダ内のファイルを検索してファイルサイズ情報も
込みでリストアップ、CSVで出力するツールを利用
手動でのクック

各アセットをクックして判明したこと

※sRGB = ON
UE4.13で計測PS4向けにクック後のテクスチャ(KiB)

※sRGB = ON
GrayscaleはsRGBがONだとPS4でもXboxOneでも4チャンネル扱い
VectorDisplacementはアルファチャンネル無しでも4チャンネル扱い

LOD Biasはファイルサイズに反映されるがマイナスの値は反映されない
LOD BiasはNoMipmap設定時には当然ながら反映されない
MaximumTextureSizeはNoMipmap設定時でも反映される
LOD BiasとMaximumTextureSizeは併用しても反映される

UE4.13で計測PS4向けにクック後のメッシュ(KiB)

インポート設定のAuto Generate Collisionと
Generate Lightmap UVsがONだと約1.7倍のサイズになる
UE4.13で計測PS4向けにクック後のメッシュ(KiB)

• 条件：EmissiveとOpacityにBC4のテクスチャ2枚
頂点カラーとパーティクルカラーを混ぜたもの
テクスチャはUVのタイリング数を指定可能
UE4.13で計測PS4向けにクック後のマテリアル(KiB)

UE4.13で計測PS4向けにクック後のマテリアル(KiB)

何がクックされるのか？

• マテリアル内で孤立した未使用のノード群
（テクスチャも含まれる）
クック時に含まれてしまう要素

• マテリアル内のテクスチャ系のパラメータ化した
ノードでデフォルトで設定しているテクスチャ
• メッシュにデフォルトで設定しているマテリアル

• マテリアルやマテリアルインスタンスのエディタで
プレビュー用に指定しているスタティックメッシュ
• マテリアル関数のInputやOutputノードに
プレビュー用に接続しているテクスチャ

• Cascade上で非表示状態にしているエミッターが
参照しているメッシュ/マテリアル/テクスチャ

チェック環境

チェック環境
UE4エディタ上でのチェックについて

チェック環境
パフォーマンスで指標になるのは
シェーダー複雑度、パーティクル数、エミッター数や
パーティクルに内包したライトの数や範囲

チェック環境
エフェクトのチェックが容易になるように
エフェクト台座（Pawn）を作ってもらった

チェック環境
• エフェクトを1つ指定してプレイ時に繰り返し再生する
エフェクト台座

チェック環境
• 台座に近付くかレベル開始時に再生
• エフェクトのオフセットの指定も可能
• 台座を中心に周回させる機能
周回速度の指定が可能
周回方向にエフェクトの向きを
合わせる設定もある
• チェックで非常に重宝
エフェクト台座

チェック環境
エフェクトを切り替えてのチェックが容易になるように
エフェクト切り替え表示アクターを作ってもらった

チェック環境
• エフェクトをいくつでも登録することが可能
ゲームプレイ時にキーボードショートカットで
エフェクトを切り替えて再生できる
エフェクト切り替え表示アクター

チェック環境
• 矢印キー左右でエフェクトの切り替え＆再生
スペースキーで現在のエフェクトを再度再生
• 今どのエフェクトが表示されているかはログに表示
• エフェクトをXY軸方向に
好きな数だけ並べられる
指定範囲で等間隔に配置する
エフェクト切り替え表示アクター

チェック環境
ライティング環境の中でのエフェクトのチェックには
背景班が用意した時間帯を切り替えられるレベルで確認

チェック環境
• 朝から夜の10個の時間帯のライティング環境を設定
したサブレベルをショートカットで切り替えられる
• PostProcessVoumeアクターの設定もプロジェクトで
標準的な設定にしてもらう
• 暗いシーン、明るいシーンどちらでも破綻のない
見た目になっているかチェックする
全時間帯が切り替えられるレベル

チェック環境
実機上でのチェックについて

チェック環境
• エフェクトチーム内の共有ブースでチェック
• CPU / GPU の処理負荷は実機で計測

チェック環境
• 最低限の構成のレベルを用意
床と平行光源1つとエフェクト切り替え表示アクター
• 余計な処理を全てOFF
• 垂直同期をOFF
FPSの天井を上げる
r.VSync 0
t.maxFPS 120
処理負荷の計測の流れ

チェック環境
• オーソドックスなテクスチャとマテリアルのセットを
5種類用意して、それぞれをエミッターに登録した
シンプルな標準想定のエフェクトを基準として用意
• さらに一部の条件を色々と変えたエフェクトを用意
• それらをエフェクト切り替え表示アクターに登録

チェック環境
• エフェクト1個では差が僅かで計測しづらいため
単体と25個など同時再生数を変えてそれぞれ計測
• Stat Unitの値でざっくりとチェック
バージョンアップごとにはやってられないが
どこかのタイミングで一度行っておくと参考になる

チェック環境
• 基本構成（Unlit）
• DefaultLit
• 片面と両面
• Fresnelあり
• ソフトパーティクルあり
• World Position Offsetあり
• Powerを沢山入れたもの
• 極座標を沢山入れたもの
• DynamicParameter入り
マテリアル関連での計測結果 UE4.9の頃

チェック環境
• 基本構成（Unlit）
• DefaultLit
• 片面と両面
• Fresnelあり
• ソフトパーティクルあり
• World Position Offsetあり
• Powerを沢山入れたもの
• 極座標を沢山入れたもの
• DynamicParameter入り
－
CPU/GPU上昇
差は無し
GPU微上昇
GPU上昇
差はほぼ無し
GPU微上昇
GPUかなり上昇
GPUかなり上昇
UE4.9の頃マテリアル関連での計測結果
UE4.13で差は無し

チェック環境
これらを踏まえてマスターマテリアルの構成の参考にした

チェック環境
• 最初に班内のメンバーに日替わりでクックしてもらい
Unreal Frontendを覚えてもらった
• プログラマに負荷チェックのアドバイスを
実機プレイしながらレクチャーしてもらった
• テストはDevelopersフォルダで行ってもらう
実機に乗らない実験データや途中段階のデータも
キリの良いタイミングでDevelopersに移してもらう
その他ちょっとしたこと

チェック環境
• 特別に重たい表現は描画エンジニアに相談
例えばParallax Occlusionは処理負荷を実機で計測
して班内に周知し、使用場面を限定してもらう
（大技で画面に1個だけ出る場合ならOKのような）
画面内での描画面積にも気を付けてもらう

チェック環境
• 描画に不具合が起こった場合はRenderDocで
キャプチャーして描画エンジニアに提出
シンプルなのでアーティストでも使いやすい
キャプチャーデータを
提出時には描画のどの
タイミングで起こって
いるか、大まかに見る
くらいはしている

チェック環境
• こんなXYZ三軸メッシュモデルを用意しておくと
スプライトの挙動やアタッチのチェック等で大変便利

補足事項

テクスチャ

テクスチャ
• なるべく必要最小限にする前提で
ゲーム中に表示して許せる解像度にする
• 1024 x 1024 を上限の目安としてルール化
• どうしても大きいものが欲しい場合もある
（広範囲のデカール、SubUVテクスチャ）
解像度

テクスチャ
• 単色で良い場合は 1 x 1 で用意
• グラデーションの場合は 1ドット幅で用意
解像度

テクスチャ
• 可能なものは 1/4カット、1/2カットで用意
Tilling MethodはMirrorにしておく
マスターマテリアルでは全てのテクスチャをタイリング可能にしておく
解像度

テクスチャ
• ミップマップの仕様を理解しておく必要がある
テクセル密度が高いほどMipLevelが上がる
• つまりカメラからの距離だけでなく
パーティクルのスケーリングや
UVのタイリング数によってMipLevelが変化する
当初は理解していなかったため、GPUパーティクル用に
解像度の低いテクスチャを用意したりしていた‥
ミップマップ

テクスチャ
• カットシーンでもカメラから少し離れてるなら
512 x 512 で十分だったりする
• アンコウさん(@dgtanaka)のブログ記事が分かり易い
ミップマップ
『MipMapを可視化しよう』
http://qiita.com/dgtanaka/items/2ec0fd88236daa5c3cc7

テクスチャ
• ミップレベルを可視化するマテリアルの紹介 1
ミップマップ

テクスチャ
• ミップレベルを可視化するマテリアルの紹介 2
ミップマップ

テクスチャ
• 基本的にはNoMipmapsにはしない
MipMapが生成されない分ファイルサイズは減るが
常に最大解像度のテクスチャがメモリに乗るため
またエイリアシングが目立つ
Mip Gen Settings

テクスチャ
• マテリアル内でタイリングしてスケール調整する例
微調整できるのでスタッフには好まれているが‥
MipLevelが上がるので可能ならやめた方が無難
やるなら専用にNoMipmaps設定にした方が良いかも
U1, V1U2, V2
※Clamp設定にする必要あり
Mip Gen Settings

テクスチャ
• Effectsで統一するルール
一括で内部設定を変えることができる
アセットの種類を特定することができる
Texture Group

テクスチャ
• カラー(DXT1)はsRGBをON / モノクロ(BC4)はOFF
モノクロテクスチャはマテリアル内で累乗している
また不透明度も累乗しないと違和感が出る問題がある
なので不透明度もマテリアル内で累乗するよう対応
ガンマ

テクスチャ
• Powerで2.2乗せずMultiplyでの2乗で良しとした
2.2乗
2乗
2.2乗 2乗
ガンマ

テクスチャ
• 頂点カラーもリニアな値なので2乗する
ガンマ

テクスチャ
• 一目で分かるようマテリアル関数化
ガンマ

テクスチャ
• 2.2乗から2乗へ移行する際はテクスチャをPhotoshop
のレベル補正で中間ポイント0.91あたりで調整する
ガンマ

テクスチャ
• すると調整前のテクスチャに2.2乗した結果と
並べてみてほぼ分からないくらいに一致する
調整済み
2.2乗
2乗
ガンマ

テクスチャ
• 圧縮設定をBC7はVectorDisplacementmapの
代わりに使用して大幅にファイルサイズが減らせる？
Compression Settings

テクスチャ
• テクスチャの最大サイズはLOD Biasでは無く
Maximum Texture Sizeで指定した方が良い
NoMipamapでも反映される / サイズマップにも反映される
Maximum Texture Size

テクスチャ
• 特に意図が無ければ基本的にはWrapから変えない
同じ絵柄でWrapとClamp両方用意するのは避けたい
X(Y)-axis Tiling Method

テクスチャ
• 国際基準のsRGB IEC61966-2.1に対応したので
Photoshopと一致させるにはチェックをOFFにする
Use Legacy Gamma

テクスチャ
• 基本的にONにはしない
全てのMipLevelをメモリ上に乗せてしまうから
• ただしどのMipLevelも使用頻度が高いならONもアリ
また炎のようにディティールがあるものも検討対象
一発目のロード時間を念頭に入れつつ設定する
Never Stream

マテリアル

マテリアル
• ONとOFFが混在すると描画順に影響が出る
なので基本的には統一した方が良い
これによってマテリアルの運用に影響が出る
Separate
Translucency
OFF
被
写
界
深
度
Separate
Translucency
ON
不
透
明

マテリアル
• 基本的にOFFにする場合
ゲーム中に被写界深度があり、影響を受ける
ただし影響を受けたくない場合にSeparate ONの
汎用マテリアルを別途用意＆管理する必要がある
プログラマにデフォルト設定をOFFにかえてもらった
• 基本的にONにする場合
ボケを擬似的に表現するマスターマテリアルを
別途用意＆管理が必要？
採用

マテリアル
• 必要最小限の設定にしたい
しかし汎用マテリアルには
最初から設定しておきたい
ので‥
Particle Sprites
Beam Trails
Mesh Particles
の3点はチェックONで運用
Static Lightingも入れといてOKかも
Usage

マテリアル
• プログラマにマテリアルの詳細パネル内に
専用の項目を追加してもらった
チェックボックスをONにするだけなのでとても楽
例：エミッシブカラーの値の露出補正への対策など
独自の設定項目

マテリアル
• Divideノード使用時にはBポートに0が入る可能性を
考慮して0.0001をAddするなど対策を行う
実際に描画の不具合の原因だったことが何度かあった
0除算対策
Addの方が高速で、厳密にやるならMaxやMinやClampが良い(篠山さん)

マテリアル
• 複数のTexture Parameterにマテリアルインスタンス
内で同一テクスチャを複数指定した場合、その数だけ
サンプリングされてしまう
同一テクスチャの複数回の参照

マテリアル
• テクスチャのSamplerTypeがAlphaの場合は
Rチャンネルの値を使用するようにする
SamplerType周りの注意点
プラットフォームで赤く表示される可能性あり / R を使用するのが無難

マテリアル
• 入力する引数が一致しているのはOK
基本的に引数が
多いのはOK
少ないのはNG
データ型周りの注意点

• 入力する引数が一致しているのはOK
基本的に引数が
多いのはOK
少ないのはNG
マテリアル

マテリアル
• ただし注意が必要な場合もある

• ただし注意が必要な場合もある
マテリアル

マテリアル
• DynamicParameterノードの利用先
定番はUV周りの設定？
ここで吸収することでマテリアルインスタンスの数を
一気に減らせるので何気に重要
• ParticleColorノードの色以外への利用先
EmissiveColorが固定値で良い場合に活用できる
例えば屈折マテリアルでは屈折の強さに使用している
工夫しがいのある部分

マテリアル
• ParticleRandomノードの利用
GPUパーティクルに限定されるものの
パーティクルごとに0～1のランダムな値を与えられる
UVスクロールの初期値ランダムやSubUVの
開始パターンのランダムに利用するなどが考えられる

マテリアル
• Static Component Mask Parameterノードの利用
BC7を使用して4チャンネルを使い分ける構成ができる
ただし切り替えで別シェーダーになるため注意が必要

マテリアルの利便性向上

• 汎用アセットのマテリアル、マテリアルインスタン
ス、
マテリアル関数にはしっかりと説明文を記入する
コンテンツブラウザでポップアップ表示される
説明文の記載

• マテリアル関数のInput / Outputノードには
説明文を記載する
説明文の記載

• マテリアル関数は検索しやすいようカテゴリを設定
マテリアル関数のカテゴリの設定

• マテリアル関数のInput / Outputノードには
適切なデフォルト値を入力して
Use Preview Value as DefaultをONにする
デフォルト値の設定

• マテリアル内でパラメータ化したノードや
DynamicParameterに適切なデフォルト値を入力する
テクスチャの場合クックされることに注意する

• コンテンツブラウザ上で何のマテリアルか分かるよう
テクスチャノードにアイコン画像のテクスチャを
指定してサムネイル化する工夫をした

• パラメータには可能なものは値に制限を付ける
インスタンス側でスライドバーでの確認が容易になり
マイナス値など想定外の値で使用されるのも防げる
そうすると後のメンテナンスが楽になる
パラメータの値の制限

• 親マテリアルを差し替えた時パラメータ名が同じだと
設定した値を引き継いでくれるので、パラメータ名は
シンプルでストレートなものが良いが、その前提で‥
パラメータ名の設定

• Group名の並び順を指定できないので基本要素の
「1 Emissive」「2 Opacity」「3 Normal」など
一部だけ先頭に連番を付けた
パラメータ名の設定

• UVは先に速度を与えてからタイリングさせると良い
タイリング数を変えてもスクロール速度が変わらないので設定が楽
UV周りの計算順

最後に

最後に
• 開発が進むと大きく変更するのが厳しくなるので
最初に考えられることはできるだけ考えるのが良い
• 初めてだとUE4の機能や仕様の把握、実機で出すと
どうなのかという検証などにとても労力がかかった
なので積極的に情報交換した方が良いように思う
• 今後のDeepDiveもとても楽しみ！

最後に
長時間お付き合いくださりありがとうございました！
駆け足でお見苦しかったらすみません
後日ゆっくりスライドを見て頂けたらと思います

最後に
何かご意見やご質問等ありましたらこちらまで
お気軽にメールください！
hatakeru@square-enix.com

ご清聴ありがとうございました！
Unreal Engine 4 は Epic Games 社の商標または登録商標です。
PlayStationは株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメントの商標または登録商標です。
その他掲載されている会社名、商品名は、各社の商標または登録商標です。

大規模タイトルにおけるエフェクトマテリアル運用 (SQEX大阪: 林武尊様) #UE4DD

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Editor's Notes