Into the DeadのためのPikPokのリアルタイムライティングセットアップの背後にあるもの：私たちの最も暗い日々

PikPokのプログラマーとライティングアーティストが、Into the Dead:のために動的でリアルタイムのライティング設定を構築、最適化、実装した方法を学びましょう。私たちの最も暗い日は、HD レンダーパイプライン (HDRP)を使用してUnity 6で作られています。

ホラーゲームのためにリアルなライティングをどのように作成しますか？PikPokのInto the Dead:私たちの最も暗い日は、ゾンビの黙示録の中で設定された2.5Dサバイバルシェルターゲームです。プレイヤーは、サバイバーのグループを操作し、都市からの脱出を試み、放棄された建物を探索して物資を集め、一時的な基地を夜間のアンデッド攻撃から強化します。

ゲームのアートディレクションは、崩壊する都市の不安定さを伝えるために、パフォーマンス重視のリアルタイムライティングと雰囲気を強調しています。各レベルは、2D平面上でナビゲートされる詳細な3D環境で構成されており、この2.5Dの視点は、PikPokのライティングと環境アーティストが解決すべき技術的な課題を生み出しました。各レベルの動的ライティング状態の数は膨大で、昼夜の遷移からゲーム内の電力グリッドの変動まで、同時に数十のリアルタイムライトをレンダリングすることが多く、時には複数のライティングシナリオが同時に表示されることもありました。

PikPokがこれらのライティングの課題にどのように取り組んだかを学びましょう。HDRPを初めて使用して、最新のホラーゲームのためにビンテージルックを完成させました。

成果：

• RTX 2070以上で高品質のアップスケール1080p 60 fpsのパフォーマンスベンチマークを達成し、ゼロライトベイクソリューションを使用しました。
• 画面上で最大8つのリアルタイムシャドウキャスティングライトをレンダリングし、レベルごとに最大70のリアルタイムシャドウキャスティングライトを実装しました。
• 包括的なライトLOD優先システムを実装しました。
• HDRPのオンデマンドシャドウレンダリングとキャッシングを使用して、フレームペーシングを改善するためのランタイム「ラウンドロビン」シャドウレンダーループを促進しました。
• アーティストが不要な影のキャストを微調整して取り除くためのカスタムレベル最適化ツールキットを構築しました

新しいゲームアイデンティティの定義

PikPokは、より強力なPCハードウェアを使用して、Into the Deadをより「ハードコア」なオーディエンスに再配置するために、いくつかの計算されたゲームデザインの決定を下しました。「この第3のゲームは、[Into the Dead]への非常に野心的な導入です」と、スタジオのチーフパブリッシングオフィサーであるカラ・サットンは言います。「それは管理にもっと焦点を当てており、ゲームプレイにもっと多くの伝承、キャラクター、深度を導入しています。」

以前のInto the Deadタイトルは1980年代のテキサスにあいまいに設定されていましたが、Our Darkest Daysはそれを公式にし、1980年8月に架空の都市ウォルトン、テキサスでの出来事が発生します。アートディレクションは、グレーディングのようなポストプロセッシング技術に頼ることなく、真の80年代映画の外観を呼び起こすことでこの設定を生き生きとさせることを目指しました。

「私たちは、当時の映画のように、カメラを通して自然に色が出ることを望んでいました。今では、ポストで影に青を押し込んだり、ハイライトに黄色を押し込んだりします」と、PikPokの主任アーティストであるエヴァン・ジョンストンは説明します。「そのアイデアは、特定の時点を固めるために照明を使用し、すべてがそこから進化することでした。」

光と影は、すべてが同時に画面上にあるホラーゲームで重要な役割を果たします。「3Dゲームでは、見ているものは自分が向いている方向によって制御されます。2.5Dでは、私たちが見えるように決定したものだけが見えます」と、PikPokのクリエイティブコンテンツ戦略家であるハリエット・プレブルは言います。「ゾンビが影に隠れていて、光のちらつきで明らかになると、その単一の照明の変化が見えないすべてのエリアに恐怖をもたらします。」

グラフィックスパイプラインの評価

Into the Deadのこの野心的な再構築をPCプレイヤーに提供するには、高品質で物理ベースの大気照明を生成できるグラフィックスレンダラーが必要でした。プリプロダクション中、PikPokはユニバーサルレンダーパイプライン (URP)をサードパーティツールと併用してボリュメトリクスを模倣しましたが、開発が進むにつれてそのアプローチはますます持続不可能になりました。

チームは、ボックスからボリュメトリックライティングとフォグソリューションを提供するHDRPを調査することに決めました。そして、Into the Dead:Our Darkest DaysはUnity 6で制作されているため、アーティストはIESライトプロファイルやスクリーンスペースグローバルイルミネーション (SSGI)のような新しいHDRP機能を活用することもできました。これらのツールは、シニアプログラマーのサム・ウィン・メイソンが「ゲームの見た目を実現するために不可欠だった」と言っています。

「Into the Dead:Our Darkest Daysの照明に関して私たちが下した最も影響力のある決定は、全体のパイプラインをリアルタイムにすることでした」と彼は言います。「プロセスの観点から、私たちのロケーションは異なる時間帯に訪れることができ、さまざまな照明条件で各レベルを静的にベイクする必要があるワークフローは、私たちが作る必要のある多くのレベルで反復時間を遅くすることになったでしょう。」

課題のスコーピング

Into the Dead:Our Darkest Daysの各レベルは、外部環境と少なくとも1つの多部屋の建物で構成されています。ミッション中（またはゲーム内の「スカベンジ」）に、プレイヤーは廃墟の家、教会、レコード店、警察署、アーケードなどを探し、各環境を横からのビューで探索します。屋内と屋外の間の遷移は一般的で、プレイヤーは窓から飛び降りたり、火災脱出用の階段を駆け上がったりして安全を確保します。そして、暗闇に突入する状況では、プレイヤーは周囲を照らすために（リアルタイムの）懐中電灯に頼ります。

「通常、ゲームでは、キャラクターの即時環境をある程度照らす必要があり、背景の一部をフェーズオフしたり、物を隠したりすることができます」とサムは言います。「私たちの場合、画面上に多くの部屋が同時に表示されており、非常に高い忠実度で照明されており、動的な影、ちらつく減衰、そしてホラーを作成するために使用している他の技術のために多くのライトがリアルタイムで存在します。この視点は、照明パフォーマンスにとって非常に挑戦的であることは明らかでした。」

カスタムアーティストツールの構築

なぜならInto the Dead:私たちのDarkest Daysの照明パイプラインの要件は非常に厳しいため、ゲーム内のすべてがそれに最適化されています。レベルがビルドに追加される前に、それらは可能な限りパフォーマンスを向上させるために厳格な最適化のシリーズを経ます。この作業をアートチームが支援するために、PikPokの技術チームは、レベルとリアルタイム3Dライトを最適化するためのカスタムエディターツールのコレクションを作成しました。

レベル最適化システムには、シャドウアトラスのオーバーフローにつながる状況を特定するのを助けるツールが含まれています。エディタで構築されているシーンのゲームカメラビューをシミュレートし、特定の画面スペースサイズ未満のオブジェクトにタグを付けます。レベルの照明に意味のある貢献をしないものは、クリック一つで影を無効にでき、ランタイムで貴重なシャドウアトラスのスペースを節約します。

別のカスタムツールである光最適化システムも、パフォーマンスのボトルネックがプレイヤー体験に影を落とさないようにするのを助けます。「リアルタイム照明で最も高価なものは、間違いなく影をキャストするものを描画することです」とサムは言います。「私たちのランタイムシステムの核心は、光最適化システムです。レベルが作成されると、アーティストはシーン内のライトに優先度を割り当て、それが私たちの包括的な光LODシステムと連携して、プレイヤーキャラクターやプレイスペースから遠く離れたライトのシャドウマップ解像度を動的にダウンスケールします。

光最適化システムのおかげで、ライトは自分自身または影響を与えるライトコーンが画面に表示されているときのみ影を更新するように設定できます。シャドウマップのレンダリングはラウンドロビン方式で行われ、CPUとGPUの負荷を最小限に抑えます。「これらのシステムは、HDRPのライトシャドウマップキャッシングとレンダリングに対する詳細な制御がなければ実現できなかった」とサムは指摘します。

実践におけるライティング

PikPokのアーティストは、Into the Dead:の環境で作業するためにマルチシーン設定を使用します。私たちの最も暗い日々。各シーンには、開発が進むにつれて追加できる条件を考慮した高レベルのプレハブを含む昼夜バージョンが対応しています。

「これらのプレハブには、太陽または月を表すディレクショナルライトが含まれており、物理ベースの空、雲層、露出設定、ローカルフォグボリューム、特定のライティング条件に帰属させたい大気効果などを定義するデフォルトのライティングプロファイルも含まれています」とE’vanは言います。

Into the Dead:の開発私たちの最も暗い日々をUnity 6で実現することは、ライティングチームが1980年代にゲームを位置づけるためのIESライトプロファイルにアクセスできることを意味しました。IES（照明工学協会）ライトプロファイルは、ランプ、バルブ、または器具などの実世界の光源から放出される光の正確な形状と強度分布を定義する業界標準のデータファイルです。多くのメーカーが独自のデータプロファイルを提供しているため、ライティングアーティストは製品の雰囲気を正確に再現できます。「基本的に、彼らはステロイドを使ったライトクッキーです」とサムは言います。

「ゲーム内のほとんどのライトは、シーンに投影される光の減衰効果を作成するためにIESプロファイルを使用しています」とE’vanは言います。「これは物理性と、これらが実際のライトであるという感覚を助けます。CGライトは、投影された光のビームに詳細やニュアンスがありません。それはボリュメトリックフォグなどにも影響を与えます。」

「リビングルームにそのような80年代スタイルのランプや、まばらな環境にある街灯のタイプがあると、照明の選択から設定を特定できます。バルブの品質やタイプ、光の色まで」とハリエットは付け加えます。「私たちは、Our Darkest Daysのビンテージ設定の美しさを照明だけでほぼ売ることができます。」

現在、リフレクションプローブは、Into the Dead:の焼き付け照明の唯一の形態です。Our Darkest Days、そしてそれらにはリアルタイムのコンポーネントがあります。「私たちの焼き付けリフレクションプローブには、プローブの乗数を高レベルの電力システムに応じて駆動するダイナミックコンポーネントが含まれています。」とE’vanは言います。「もし照明が消えたり、何らかの理由で変動した場合、シーンの反射はそれに応じて反応する必要があります。」このような状況では、リフレクションプローブの乗数を0.01まで下げ、ウォルトンの電力グリッドの変動に応じてそのシーンの反射光の効果を与えます。」

問題解決

Into the Dead:のリアルタイムでの照明のパフォーマンスのハードルを乗り越えることに加えて、PikPokのアートチームはゲームの2.5Dのクリエイティブな課題に取り組まなければなりませんでした。ボリュメトリックフォグは高解像度のホラーゲームにはほぼ必須ですが、カットアウェイの視点ではその creeping tendrils を制御するのが難しくなります。

「私たちの断面ドールハウスビューは、グローバルフォグの観点から、フォグがその断面を通ってカメラに向かって前進することができないことを意味します。」とE’vanは説明します。「私たちはローカルフォグボリュームを使用して、フォグをその断面に制限し、シーンに前進させます。それはかなり特注にすることができます。なぜなら、私たちはフォグが内部空間に漏れ込むことを望まないからです。」ローカルフォグボリュームは、環境の望ましくないセクションに大気が浸透するのを防ぎます。

「普通のカメラでは、薄暗い部屋で露出が変わり、シーンを明るくすることになりますが、外では露出が変わって値を合理的に保つことになります。」とE’vanは言います。「同じフレーム内で両方の空間が正しく露出されているように見せる方法を考え出さなければなりませんでした。」

いくつかの試行錯誤の後、ライティングアーティストたちは露出を手動で設定するアプローチにたどり着きました。「太陽は物理的に正確な強度を持っていますが、すべての室内灯ははるかに高い強度値を持ち、物理的な正確さから逸脱しています。」とE’vanは説明し、この小さな妥協がより良いゲームプレイ体験を提供するために必要であったと指摘しました。「外にはゾンビがいて、内にもゾンビがいて、プレイヤーがこれらの脅威を見て、カメラや露出がそれを難しくすることなく判断できる必要があります。」

Into the Deadに新しい命を与える

『Into the Dead：Our Darkest Daysは、PikPokの称賛されたフランチャイズにとって重要な進化であり、スタジオのアートチームにとって大きな勝利です。彼らは、高忠実度ホラーの野心的な新しいアプローチのためにリアルタイムライティングパイプラインを成功裏に構築し、HDRPを初めて使用しながら、達成したいことを妥協することなく実現しました。「HDRPの統一されたライティングソリューションは、アーティストとして作業するのがはるかに簡単で、すぐに稼働させることができました。」とE’vanは言います。「私たちは、Into the Deadの元のビジョンを実現できるという自信を本当に与えてくれました：Our Darkest Daysのアートディレクション。」

PikPokは現在、Unity 6.1を評価しており、可変レートシェーディングを活用してGPUパフォーマンスをさらに最適化しようとしています。そして、プレイヤーにとって、最も暗い日々は始まったばかりです。『Into the Dead：Our Darkest Daysの最初の主要な早期アクセスアップデートは、新しいゲームプレイメカニクスを含む多くの新機能を導入します：カーブボール、プレイヤーのシェルターに時間とともに正または負の影響を与える環境および世界イベント。

サムは、将来のアップデートに登場する可能性のあるライティング関連のカーブボールをほのめかします。「私たちは、エリア全体の停電のアイデアを持っていました。明らかに、これをシミュレートし、見栄えを良くするために動的ライティングが必要です。だから、すべてのライトとリフレクションプローブを調整するシステムを作成しました。かなり複雑ですが、うまくいけば本当にクールになるかもしれません。

Unity 6でレンダリングパフォーマンスを向上させる

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