Unreal Engine 5.1 w Fortnite – czy to zwiastun rewolucji? Tylko u nas wywiad z jednym z twórców tego silnika

Unreal Engine 5.1 – jeden z wielu, ale czy najlepszy?

Fortnite, Borderlands 3, Star Wars Jedi: Upadły Zakon, a także The Callisto Protocol – co łączy te pozornie niezwiązane ze sobą tytuły? Domyślacie się zapewne, że zostały one stworzone z wykorzystaniem silnika Unreal Engine. Jak widzicie, niezależnie od tego, czy twórcy chcą osiągnąć efekt „cukierkowy” jak w Fortnite czy atmosferę horroru z The Callisto Protocol, narzędzie od Epic Games odpowiada na wszystkie potrzeby twórców gier.

Oczywiście nie można jednoznacznie stwierdzić, że to najlepszy dostępny silnik. Wiele studiów tworzy własne, autorskie rozwiązania jak choćby REDengine naszego rodzimego CD Projekt RED (Wiedźmin 3, Cyberpunk 2077), id Tech 7 od id Software (Doom: Eternal) czy niezwykle popularne Unity. Co więcej, ten ostatni przykład jest często wskazywany jako świetne narzędzie dla początkujących. Wielu twórców zaznacza, że choć bohater naszego artykułu, czyli Unreal Engine, pozwala na dużo bardziej zaawansowane tworzenie gier, to wymaga również więcej umiejętności i włożonej pracy.

The Callisto Protocol

Warto też zaznaczyć, że tworzyć gry może każdy i nie musi wcale za to płacić. Epic Games ma politykę, według której za użycie silnika UE należy zapłacić 5% wartości dochodów ze sprzedaży gry, jeśli te przekroczą 1 milion dolarów. Także nie obawiajcie się, dopóki nie będziecie milionerami, nie będziecie musieli „odpalać” działki twórcom Fortnite. Teraz duże poruszenie wywołał Unreal Engine 5.1 – jego prezentacja spotkała się z entuzjastycznym przyjęciem. I rzeczywiście, nowe technologie mogą w ogromnym stopniu przyczynić się do rozwoju grafiki w grach.

Obejrzyj w

Unreal Engine 5.1, czyli to co już było, ale lepiej i więcej

Jako redakcja benchmark.pl, jako jedyny portal w Polsce, mieliśmy okazję porozmawiać z Nicholasem Penwardenem. To człowiek, który w przeszłości był inżynierem w Raven Software oraz Activision, a obecnie, od niemal 12 lat zajmuje się w Epic Games programowaniem silnika. Opowiedział on nam w szczegółach o najważniejszych nowościach wprowadzanych przez Unreal Engine 5.1 (część z tych informacji można znaleźć w oficjalnej, dostępnej w Internecie dokumentacji), a także odpowiedział na kilka pytań, które wcześniej pozostawały bez odpowiedzi.

Co więc nowego przynosi przyszłość gier? W Unreal Engine 5.1 w dużej mierze rozwijane są technologie, które już znaliśmy, a które teraz będą działały jeszcze lepiej. Przede wszystkim dużo mówi się o funkcji „Nanite”, która pojawiła się już w Unreal Engine 5.0. Polega ona na tym, że każdy zbudowany w oparciu o nią obiekt składa się z ogromnej liczby trójkątów. Algorytm sam decyduje jak szczegółowy model wyświetlić na ekranie.

Przykładowo, jeśli oddalamy widok w trybie swobodnym lub kamera wycofuje się w czasie scenki, konkretne budynki, drzewa czy skały są pomniejszane, a Nanite ogranicza liczbę trójkątów. Robi to jednak w taki sposób, abyśmy mieli wrażenie niepogorszonej jakości obiektu. Jest to odmienne od dotychczasowych rozwiązań, gdzie często odległe elementy były zamieniane na dwuwymiarowe tekstury. Wprawne oczy graczy często dostrzegały tę podmianę, a efekt wizualny bywał bardzo kiepski. Teraz to się zmieni, bez zbytniego obciążania kart graficznych.

Nanite - bez (po lewej) i z (z prawej)

W Unreal Engine 5.1 technologia Nanite w końcu działa dobrze z roślinnością. Co więcej, wszelakie drzewa i krzaki są także w nowy sposób oświetlane dzięki zastosowaniu ulepszonej wersji funkcji Lumen. Poszczególne liście nie odbijają światła, niczym plastikowe obiekty, a odpowiednio przepuszczają jego część, dając jeszcze bardziej realistyczny cień. 

Na grafikach prezentujących UE5.1 świetnie widać też działanie nowego Lumen na obiektach odbijających światło, takich jak woda czy szyby. Nie tylko wyglądają one realistycznie, ale też można się w nich swobodnie przeglądać. Przyznajcie – ile razy załamywaliście ręce, gdy w Waszej ulubionej grze z ostatnich lat wciąż nie działały poprawnie zwykłe lustra? Najnowszy Lumen może właśnie to zmienić.

Lumen - bez (po lewej) i z (z prawej)

Inną z funkcji wartych wspomnienia jest World Partition – odpowiada ona za tworzenie dużych, płynnie działających światów. Teraz wielkość mapy nie musi być ograniczona do 22 kilometrów kwadratowych, bo limitem jest… 80 000 000 kilometrów. Robi różnicę, prawda? Po więcej szczegółów odsyłamy do dokumentacji, a tymczasem zachęcamy do przeczytania co też sam Nick Penwarden mówi o zmianach i ich wpływie na… czwarty rozdział Fortnite, który jest już dostępny

Nick Penwarden - jeden z twórców silnika Unreal Engine 5.1

Nick Penwarden z Epic Games opowiada o użyciu Unreal Engine 5.1 w Fortnite

Nick Penwarden: Jednym z naszych głównych celów przy tworzeniu Unreal Engine 5.1 było to, aby równocześnie z podnoszeniem jakości grafiki zachować płynność 60 FPS dla konsol obecnej generacji. Chcieliśmy zaimplementować najnowsze technologie w Fortnite.

benchmark.pl: Dlaczego akurat Fortnite? Oczywiście to wielki produkt Epic Games, ale ciężko mówić tu o fotorealistycznej grafice.

Nick Penwarden: Fortnite jest idealny do pokazania niektórych nowych technologii. Między innymi dlatego, że dużą rolę odgrywa w nim niszczenie budynków i tworzenie nowych konstrukcji, a tu ważne jest dynamicznie zmieniające się oświetlenie.

Poza światłem, zadbaliśmy też o odpowiednie odbijanie obiektów w wodzie, dzięki czemu patrząc w taflę można dokładnie zobaczyć elementy, których akurat nie widać w kadrze. Istotne było też zadbanie o zmienne poziomy ekspozycji. Gdy jesteśmy wewnątrz ciemnego pomieszczenia i patrzymy przez drzwi lub okno na mocno rozświetlony świat, najbliższe tekstury mogą wydać się zbyt ciemne, a te odległe za jasne. Nowa wersja Lumen sprawia, że dobrze widoczne są wszystkie detale.

Kolejnym elementem, który został dobrze wyeksponowany w Fortnite jest poziom szczegółów obiektów uzyskany dzięki Nanite w Unreal Engine 5.1. Przykładem mogą być wystające cegły na ścianie wieży czy inne małe, geometryczne detale. Z kolei nowy system World Partition pozwolił na stworzenie nowej, znacznie większej mapy.

benchmark.pl: Gdybyś miał wskazać na jeden element, który sprawia, że Unreal Engine 5.1 naprawdę pokazuje różnice względem poprzedniej wersji, co by to było?

Nick Penwarden: Ciężko wybrać jeden taki element. Myślę, że w przypadku Fortnite jest to Lumen. Sprawdza się on znakomicie właśnie w grze, w której gracze mogą niemal dowolnie niszczyć ściany.  Dzięki Unreal Engine 5.1, pod dokonaniu zniszczeń od razu widać wpadające przez dziury światło i dynamicznie zmieniające się odbicia.

benchmark.pl: Zdawałoby się, że Fortnite to gra, która bardziej od superrealistycznej grafiki potrzebuje dotarcia do szerokiej grupy konsumentów. Nie obawiacie się, że Unreal Engine 5.1 negatywnie wpłynie na wydajność i część graczy ze starszym sprzętem przestanie grać?

Nick Penwarden: Bardzo dużo pracy włożyliśmy w optymalizację. Zależy nam, żeby jak największa ilość graczy mogła skorzystać z nowych technologii. Nasz podstawowy cel to wprowadzanie funkcji Unreal Engine 5.1 na konsole obecnej generacji, a także komputery wyposażone we współczesne karty graficzne. Od początku roku, czyli od Rozdziału 3 Fortnite i implementacji tam Unreal Engine 5 pracowaliśmy nad przejściem do UE 5.1. Najwięcej pracy pochłonęło wdrożenie Nanite i Lumen tak, żeby tymi efektami mogła cieszyć się największa liczba graczy. 

Fortnite Rozdział 4 ma być jednak doświadczeniem, które będzie skalowało się na inne urządzenia, więc grać można także na platformach Switch, Android, PlayStation 4, Xbox One i starsze PC. Jednak, żeby cieszyć się wszystkimi nowościami warto zainstalować grę na nowszym sprzęcie. Oczywiście większy świat dostępny dzięki World Partition będzie obecny niezależnie od wykorzystywanego urządzenia. 

benchmark.pl: Czy UE5.1 przewiduje możliwość generowania obrazu całkowicie za pomocą śledzenia promieni, czyli z pominięciem rasteryzacji?

Nick Penwarden: Unreal Engine 5.1 jest w stanie wygenerować obraz w pełni za pomocą ścieżek śledzenia i ciągle rozwijamy tę technikę. Głównie korzystamy z tego przy tworzeniu źródłowych renderów.

benchmark.pl: Czy Unreal Engine 5 będzie kompatybilny z MS Direct Storage lub czy zaimplementuje własna metodę komunikacji vRAM karty bezpośrednio z SSD?

Nick Penwarden: Na daną chwilę nie korzystamy z MS Direct Storage ani podobnych, ale rozważamy tę opcję i prawdopodobnie będziemy korzystać z takich technologii w przyszłości.

benchmark.pl: Wszystkie funkcje Unreal Engine 5.1 wyglądają świetnie, ale biorąc pod uwagę wydajność trzeba zapytać na ile jest to realistycznie możliwe do wykorzystania w grach? Silniki takie jak ten służą też do tworzenia filmów kinowych i w tym wypadku oczywiście jest to możliwe, ale co poza animacjami?

Nick Penwarden: Każda z funkcji, którą prezentujemy została przetestowana w czasie rzeczywistym. Wszystkie technologie chodzą płynnie na platformach obecnej generacji. Można więc z powodzeniem zastosować je nie tylko w animacjach, ale i grach, które płynnie zmieniają się przez interakcję graczy.

benchmark.pl: Czy Unreal Engine 5 pozwoli na wykonanie kompilacji shaderów przed rozpoczęciem gry, aby uniknąć problemów w stutteringiem który trapi najnowsze gry na UE4 na PC, takie jak Gotham Knights i Callisto Protocol?

Nick Penwarden: Już Unreal Engine 4 pozwalał na rozpoczęcie ładowania shaderów w menu. Jednak całkowita liczba shaderów jest tak duża, że byłoby niepraktyczne ładowanie ich wszystkich przed startem właściwej rozgrywki. W wersji Unreal Engine 5.1 mamy nową technologię w fazie beta, która wykorzystuje DirectX 12. 

Za jej pomocą identyfikujemy odpowiednie shadery, które muszą być załadowane w pierwszej kolejności i w większości przypadków są one dostępne zanim jeszcze dany poziom zostanie uruchomiony. Ciągle to dopracowujemy, ale staramy się, żeby działało to sprawnie. Już teraz shadery są wstępnie cache’owane podczas ładowania gry, a reszta dogrywa się w trakcie streamowania poziomów.

benchmark.pl: Mamy nadzieję, że już wkrótce w wielu produkcjach będziemy mogli się cieszyć technicznymi nowinkami przy wysokiej wydajności. Dziękujemy za rozmowę i życzymy powodzenia przy dalszej pracy.

Nick Penwarden: I ja dziękuję.