こんにちは。
株式会社アドグローブ ゲーム事業部デザイナーの粟屋です。
今回はUnreal Engineにおける描画周りのプロファイリング手法についてご紹介します。
弊社が開発し、先日リリースされた『リデンプションリーパーズ』のゲーム画面を用いて解説します。
はじめに
Redemption Reapers（リデンプションリーパーズ）
リデンプションリーパーズ（以下、本ゲーム）はUnreal Engine 4.27を使用し、開発が行われました。
また、マルチプラットフォーム（Steam/PS4/Switch）で発売されています。
そのためデバイスプロファイル機能を使用して、各デバイス向けにチューニングを行っています。
そちらに関して今回は触れませんが、描画周りのプロファイリング～処理負荷対応が開発において、
どのような流れで行われるかをご紹介したいと思います。
基本的な考え方
各所でも触れられてはいますが、処理負荷を下げようと闇雲に設定を弄るのはおすすめしません。
不必要にクオリティを下げてしまったり、余計な工数が掛かりがちとなるためです。
まずはしっかりとプロファイリングを行い、原因（ボトルネック）を探ることが大切です。
その調査に時間が掛かったとしても、結果クオリティを極力落とさずに無駄な工数を削減できます。
理想は一通りゲームとしての機能を実装、1ステージをプレイできる状態で、
実機で早い段階からプロファイリングを行うことです。
各コンソールで特有の問題、見た目の差異が発生することが多々あるため、
アセットの量産体制に入る前に確認しておきたいところです（戒めの意を込めて…）
プロファイリング手法
お待たせしました、本題です。
まず流れですが、基本的にはコンソールコマンド・変数を使用して原因を探っていきます。
stat fpsやstat unitを表示しつつ、stat ～ / show ～系のコマンドを使用して調査します。
その後、場合によってUnreal InsightsやRenderDocといったツールを使用することがあります。
上記を踏まえて、実際のゲームで使用されている下記マップで計測してみましょう。
1. コマンド stat fps / stat unit を入力する
本ゲームは60fpsが目標のため、各処理を16.66msに収める必要があります。
GPUが何やら重たいですね。
※ 今回は純粋な負荷が分かりやすいように動的解像度はOFFにしています
2. コマンド stat GPU を入力する
各種パスにどれくらいの負荷が掛かっているか、リアルタイムで確認することができます。
BassPass / Prepassの値が高いですね…背景メッシュ周りでしょうか？
3. コマンド show StaticMeshs を入力する
スタティックメッシュを非表示にしてみます。
GPUの値が一気に負荷が下がりました（17.54ms -> 10.34ms）
背景メッシュに原因がないか、もう少し探ってみます。
4. コマンド FreezeRendering を入力する
ゲーム画面のカリング処理を固定します。
範囲外に余計なものが描画されていないかを確認します。
5. コマンド ToggleDebugCamera を入力する
カメラを自由に動かすことができます。
カメラを引くと…ゲーム画面外の不要な背景メッシュが多数表示されていますね。
このオブジェクトがすべて描画計算に含まれてしまっていて、GPU負荷が掛かっていそうです。
各メッシュをある程度分割して、カリング処理を正しく機能させる必要があります。
カリングについては 公式ドキュメント に詳しく記載されています。
6. 対応後、処理負荷を再び計測
無事にゲーム画面外のカリング処理が行われています。
背景メッシュをある程度分割してから、再び負荷計測を行ってみます。
対応前より負荷が下がり、fpsが改善されました（約56fps -> 60fps、GPUは17.54ms -> 13.80msに改善）
Draw負荷が上がっているのは、カリング処理（Frustum Culling）が機能しているためです。
しっかりと原因を調査したことで、クオリティを下げることなく対策ができました。
さいごに
以上、簡単なプロファイリング～対策の流れでした。
今回は極端な例でしたが、実際の負荷原因は多岐にわたります。
メッシュ以外ですと、ライト・シャドウ・ポストプロセス周りは負荷が掛かりがちですし、
Unreal Engine 5でLumenやNaniteを使用している場合は別アプローチの調査が必要です。
ゲームの方向性や求める品質によっても対応が違ってきますので、
取り返しの付かない段階へ入ってしまう前に、日頃から地道に処理負荷対策を行いましょう。
最後までお読みいただきありがとうございました。
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