UE4 Ray Tracingによる リアルタイムコンテンツ制作

UE4 Ray Tracingによる リアルタイムコンテンツ制作

• 1.
  UE4 Ray Tracingによる リアルタイムコンテンツ制作 EpicGames Japan / Technical Artist Developer Relations 小林 浩之
• 2.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing in UE4.25
• 3.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing in UE4.25 Production Ready !
• 4.
  #UE4 | @UNREALENGINE ほんとに大丈夫・・・？
• 5.
  #UE4 | @UNREALENGINE UE4のレイトレ各機能を使って リアルタイムコンテンツを作ってみた
• 6.
  #UE4 | @UNREALENGINE AO、GI、SkyLight、Soft Shadow、Reflection、Tranlucency全部乗せ！4k60fps！
• 7.
  #UE4 | @UNREALENGINE 無理でした
• 8.
  #UE4 | @UNREALENGINE UE4のレイトレ各機能を(なるべく)使って リアルタイムコンテンツを作ってみた
• 9.
  #UE4 | @UNREALENGINE 作例：列車
• 10.
  #UE4 | @UNREALENGINE
• 11.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証 ●Ambient Occlusion ● Global Illumination ● Sky Light ● Reflection ● Translucency 検証環境 RTX 2080ti Full HD
• 12.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証 列車自体が動き続けるため、動的ライティングが重要 そもそも動かして大丈夫？ ノイズは増える？
• 13.
  #UE4 | @UNREALENGINE Ambient Occlusion
• 14.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Ambient Occlusion Ray TracingSSAO
• 15.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Ambient Occlusion 品質が高く、パフォーマンスも良好 解像度にもよるがSSAOとの差は1～2ms程度 Ray TracingSSAO
• 16.
  #UE4 | @UNREALENGINE 列車を動かすとどうなる？
• 17.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Ambient Occlusion 走行時静止時 動くとどうなる？ 若干ノイズが増えた
• 18.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Ambient Occlusion AOのみLit 動くとどうなる？ Lit状態ならほとんど目立たないため問題なし
• 19.
  #UE4 | @UNREALENGINE Global Illumination
• 20.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination 夏 冬 季節変化や時間変化にも対応可能！
• 21.
  #UE4 | @UNREALENGINE しかし・・・
• 22.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination 処理負荷内訳を見てみると・・・
• 23.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Sky Light Global Illumination Reflection 処理負荷内訳を見てみると・・・
• 24.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Sky Light Global Illumination Reflection 処理負荷内訳を見てみると・・・
• 25.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Sky Light Global Illumination Reflection 約31ms！！ 処理負荷内訳を見てみると・・・
• 26.
  #UE4 | @UNREALENGINE 重い・・・
• 27.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Sky Light Global Illumination Reflection Brute Force Sample Per Pixel 4
• 28.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination RTGIのタイプ ● Brute Force ● Final Gather Post Process Volumeから変更可能
• 29.
  #UE4 | @UNREALENGINE FinalGatherならどうか？
• 30.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Final Gather Sample Per Pixel 4
• 31.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Final Gather Sample Per Pixel 4 約9ms！！
• 32.
  #UE4 | @UNREALENGINE しかし・・・
• 33.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Final GatherBrute Force 動くとどうなる？
• 34.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Final GatherBrute Force 動くとどうなる？ Final Gatherは動きに弱かった・・・
• 35.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination 動くとどうなる？ Sample Per Pixel 64Sample Per Pixel 4 サンプル数を上げてもあまりかわらず
• 36.
  #UE4 | @UNREALENGINE BruteForceのSample Per Pixelを下げてみる
• 37.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Brute Force Sample Per Pixel 1 約7ms！！
• 38.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Brute Force Sample Per Pixel 1Sample Per Pixel 4 サンプル数を上げた方がキレイではあるが、大差はない
• 39.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Brute Force 走行時静止時 Final Gatherほどではないが、動くとノイズが目立つ
• 40.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination Final Gather ● 軽い ● 動きに弱い ノイズが増え、ほぼまともには映らない Brute Force ● 重い Sample Per Pixel 1~2ならリアルタイムも可？ ● 動きに対してはFinal Gatherよりマシ でもやはりノイズは増えるし、目立ってしまう
• 41.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Global Illumination 結局どちらも動きには弱い！ Final Gather ● 軽い ● 動きに弱い ノイズが増え、ほぼまともには映らない Brute Force ● 重い Sample Per Pixel 1~2ならリアルタイムも可？ ● 動きに対してはFinal Gatherよりマシ でもやはりノイズは増えるし、目立ってしまう
• 42.
  #UE4 | @UNREALENGINE じゃあどうすれば・・・
• 43.
  #UE4 | @UNREALENGINE デノイザを調整
• 44.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser デノイザ関連のコンソールコマンドも用意されてます r.Raytracingじゃないので注意 GIとSky Lightのデノイザは共通
• 45.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser r.GlobalIllumination.Denoiser.PreConvolution=2 ● 値を上げることでノイズをある程度抑えるが全体的にぼんやりした印象になる ● デフォルト1、増やすほど負荷が増える r.GlobalIllumination.Denoiser.ReconstructionSamples=1 ● 値を下げることでノイズのパカつきが抑えられる ● デフォルト16
• 46.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser r.GlobalIllumination.Denoiser.PreConvolution 値を上げるほどPreConvolutionのパスが増え、処理負荷も上がっていく PreConvolution=4 PreConvolution=1
• 47.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser デノイザ調整 PreConvolution=2PreConvolution=1 ReconstructionSamples＝1ReconstructionSamples＝16 動かしてもだいぶ目立たなくなった！
• 48.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser PreConvolution=1 ReconstructionSamples＝16
• 49.
  #UE4 | @UNREALENGINE GlobalIllumination Denoiser PreConvolution=2 ReconstructionSamples＝1
• 50.
  #UE4 | @UNREALENGINE SkyLight
• 51.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light シャドウ関連の問題 ● MaskedマテリアルのシャドウがOpacity Maskを無視する ● マテリアルエレメント毎のキャストシャドウが効かない ● リフレクションに映るSky Lightの見た目が違う
• 52.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light r.RayTracing.SkyLight.EnableTwoSidedGeometry=0で回避 両面描画なマテリアルのシャドウを有効にするかどうか 植物などの影が濃くなりすぎる場合があるためオフに MaskedマテリアルのシャドウがOpacity Maskを無視する
• 53.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light 影を落としたくない窓ガラスは別オブジェクトにして回避 マテリアルエレメント毎のキャストシャドウが効かない
• 54.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light シャドウありシャドウなし r.RayTracing.Reflections.RayTraceSkyLightContribution=1 レイトレリフレクション内でスカイライトシャドウを描画する デノイズがかからなかったりで全く同じ見た目にはならず、かなり暗くなる リフレクションに映るSky Lightの見た目が違う
• 55.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light 走行時静止時 動くとどうなる？ GIほどではないがやはり動くと目立つ
• 56.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light 調整後調整前 デノイザ調整 GIと同じくデノイザを調整して解決！
• 57.
  #UE4 | @UNREALENGINE Reflection
• 58.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Sky Light 走行時静止時 動くとどうなる？ ほんの少しノイズが増えているがほとんど問題なし
• 59.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection RT Reflectionには正しく映らないものが多い ● AO ● Global Illumination ● デノイズされたSky LightやSoft Shadow ● SubSurface Scattering などなど
• 60.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection RT Reflectionには正しく映らないものが多い
• 61.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Two Sidedマテリアルの陰影が ピンク色になってしまう
• 62.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Two Sidedマテリアルがピンク色になる シェーダーコードの書き換えで解決！ #if MATERIAL_SHADINGMODEL_SUBSURFACE || MATERIAL_SHADINGMODEL_TWOSIDED_FOLIAGE uint ShadingModel = GetMaterialShadingModel(PixelMaterialInputs); if ( ShadingModel == SHADINGMODELID_SUBSURFACE || ShadingModel == SHADINGMODELID_TWOSIDED_FOLIAGE ) { Payload.CustomData = GetMaterialSubsurfaceData(PixelMaterialInputs); } #endif EngineShadersPrivateRayTracingRayTracingMaterialHitShaders.usf 385行目辺り
• 63.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection AfterBefore 4.26で修正予定 もんしょさん＆篠山さん　ありがとうございます！
• 64.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Sky Lightのシャドウが描かれず 明るすぎ
• 65.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Sky Lightのシャドウが描かれず明るすぎる RayTraceSkyLightContribution=1 or AfterBefore
• 66.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Sky Lightのシャドウが描かれず明るすぎる だいぶ暗くなってしまうけど・・・ RayTraceSkyLightContribution=1 or
• 67.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection Sky Lightのシャドウが描かれず明るすぎる Lit状態ならさほど気にならない RayTraceSkyLightContribution=1 or
• 68.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection ソフトシャドウも選択できるが デノイズがかからず粗い
• 69.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection ソフトシャドウも選択できるが、デノイズがかかっておらず粗い Normalで歪めたり、ある程度粗い材質なら目立たない LitReflection
• 70.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection ソフトシャドウも選択できるが、デノイズがかかっておらず粗い Normalで歪めたり、ある程度粗い材質なら目立たない Roughness高めRoughness低め
• 71.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Reflection 今回は使わなかったが、リフレクション関連のデノイザオプションもある
• 72.
  #UE4 | @UNREALENGINE Translucency
• 73.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency Reflection、Refractionに正しく映らないものが多い ● AO ● Global Illumination ● デノイズされたSky LightやSoft Shadow ● SubSurface Scattering などなど
• 74.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency RT Translucencyの屈折 正確に映らない情報が多く、動かした時のノイズも多め
• 75.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency 残念ながらRefractionは不採用 Refractionをオフ、Max Refraction Rays 1で運用
• 76.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency 描画面積の小さいProp程度ならアリかも？ 残念ながらRefractionは不採用
• 77.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency RT Translucencyの反射 Refractionオフでも使用可能
• 78.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency 走行時静止時 動くとどうなる？ 不透明リフレクションと同じく、動いてもさほど気にならない
• 79.
  #UE4 | @UNREALENGINE RayTracing Translucency NvidiaのRTX Branch　https://github.com/NvPhysX/UnrealEngine/tree/RTX-4.25 半透明の描画はラスタライズで、反射部分だけレイトレで行う Hybrid Translucencyというのもある
• 80.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ ●Ambient Occlusion ● Global Illumination ● Sky Light ● Reflection ● Translucency
• 81.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ AmbientOcclusion ● クオリティ、パフォーマンスともに優秀 積極的に使っていきたい
• 82.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ GlobalIllumination ● パフォーマンスに難あり ● 速い動きに弱い ● デノイザの調整でリアルタイムも可
• 83.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ SkyLight ● シャドウ関連の問題に注意 ● 速い動きに弱いが、GIと同じくデノイザの調整で改善
• 84.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ Reflection ●反射に正確に映らない部分を把握しておく ● 粗が目立つ部分はNormalやRoughnessの調整で誤魔化せる
• 85.
  #UE4 | @UNREALENGINE レイトレ検証まとめ Translucency ●ReflectionとRefractionに正確に映らない部分を把握しておく ● 広い面積でRefractionを使うのは厳しいかも ● Refractionを切って反射だけ使うこともできる 反射も不要であればラスタライズでいいかも
• 86.
  #UE4 | @UNREALENGINE 完全動的なシーンができた！ RTX2080ti 1920x 1080 30fps前後
• 87.
  #UE4 | @UNREALENGINE せっかくなのでライトを動かしてみよう
• 88.
  #UE4 | @UNREALENGINE Sunand Sky を使ったライティング
• 89.
  #UE4 | @UNREALENGINE Sunand Sky 座標や時間からライティングをシミュレーション Sun and Skyのドキュメント https://docs.unrealengine.com/ja/Engine/Rendering/LightingAndShadows/SunSky/index.html
• 90.
  #UE4 | @UNREALENGINE Sunand Sky 時間や季節の変化が自由自在に！ ※雪景色を作る場合は冬用アセットが必要
• 91.
  #UE4 | @UNREALENGINE 作例：クラゲ
• 92.
  #UE4 | @UNREALENGINE
• 93.
  #UE4 | @UNREALENGINE 検証内容 ●Ambient Occlusion ● Global Illumination ● Sky Light ● Translucency ● Reflection
• 94.
  #UE4 | @UNREALENGINE 検証内容 ●Ambient Occlusion ● Global Illumination ● Sky Light ● Translucency ● Reflection 今回は未使用
• 95.
  #UE4 | @UNREALENGINE なぜクラゲでリフレクション？
• 96.
  #UE4 | @UNREALENGINE クラゲを作るからには・・・ ●すりガラスのようなやわらかい透け感を表現したい ● DoFかけたい
• 97.
  #UE4 | @UNREALENGINE クラゲを作るからには・・・ ぼんやりと内臓が透けて見える これをやってみたい
• 98.
  #UE4 | @UNREALENGINE 半透明表現検証 RTReflectionのRoughnessのような効果がほしい Roughness 0.25Roughness 0.0
• 99.
  #UE4 | @UNREALENGINE 半透明表現検証 RTReflectionのRoughnessのような効果がほしい 残念ながらレイトレ半透明では不可能
• 100.
  #UE4 | @UNREALENGINE ならば！