『Tales of ARISE』におけるレンダリング技術と高速化

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拙訳

レンダリングパイプライン

グラフィックス：
- DepthPrePass (Full)
- BasePass（GBuffer生成）
- ShadowMap
- OcclusionCulling
- DirectLighting
  - 平行：太陽光
  - ポイント、スポット：タイルベース
  - 乗算ライト：影や色を付ける
- Shading+Filter
  - 間接光、フォグ、雲を適用
  - 水彩イラスト効果：影色制御、輪郭線、フィルタ
  - シェーダIDを深度値としてデプスバッファに出力して、デプステストを介して特定ピクセルのみでシェーダを実行する
    - デプスバッファを使うので圧縮が効く
    - EarlyZとHiZを活用できる
- Translucent
  - Mixed Resolution Rendering
- PostProcess
  - ブルーム＋Glow（しきい値なしボカシ発光）
  - TAAとSMAAのハイブリッド
コンピュート：
- AsyncPrePass（DepthPrePassと並列）
  - 現フレームに依存データのない処理
  - 一部ポストプロセス、一部バッファ初期化、スクリーンスペースGI、ボリューメトリックフォグ、ボリューメトリック雲
- AsyncBasePass（BasePassと並列）
  - デプスのみ必要な処理
  - ライトカリング、スクリーンスペースシャドウ、スクリーンスペース反射
  - ハイトマップシャドウ
    - 中景以降のレイマーチによるキャストシャドウ
- AsyncAO（シャドウマップと並列）
  - Scalable Ambient ObscuranceベースのSSAO
  - ハイトマップAO
- AsyncDeferredShadow（OcclusionCullingやDecalと並列）
  - キャストシャドウをスクリーンに展開
- AsyncTemporalAA
  - TAAの非同期処理分

背景の間接光表現

スカイライト＋リフレクションIBL
SSAO＋ハイトマップAO
スクリーンスペース・ディフューズGI
- AsyncPrePassにて、前フレームの直接光＋エミッシヴから近中遠のデプスレイヤーごとの縮小ボカシを作成
- Shadingパスにて、法線やデプスを考慮してピクセルにブレンド
スクリーンスペース・リフレクション
- AsyncBasePassにて：
  - 前フレームのカラーと現フレームのデプスから、1/2サイズで真上を向く平面の反射を計算
  - レイマーチベースでヒット位置計算、バイナリサーチでリファイン
  - テンポラルな再投影＋フィルタ
  - ラフネスに応じてボケ幅を変化させるため、縮小ボカシバッファを作る
    - 1/4サイズの半透明のデプスを別途用意して、SSR専用デプスとして統合する
- Shadingパスにて：
  - ピクセル法線と真上を比較してフェードアウト
    - 法線方向によってUVを歪ませる
  - ラフネスに応じて、縮小バッファから補間

背景の水彩イラスト効果

SUSPENDED

空気感表現

Volumetric Fog
Sun Volume Shadow
- 太陽のシャドウマップをレイマーチして、3Dテクスチャに累積して、ブラーをかける
- 太陽方向からの散乱を、角度のみを用いて表現

雲の表現

雲レイヤーの間をレイマーチして、厚みや濃さからライティングを計算
- 視線方向の濃度を求め、太陽方向にセルフシャドウをレイマーチする
  - シャドウは解像度を1/8に下げて負荷対策
- 水平方向の分布・厚み・高さを3Dテクスチャで持ち、大まかな形状を決める
  - Zに時間方向を格納して、時間変化を補間で表現する
  - 詳細形状は3Dノイズテクスチャを参照する

キャラクターのライティング・シェーディング

SUSPENDED

半透明描画の高速化

Mixed Resolution Rendering
- 色変化の鋭さに応じて、描画される解像度を分ける
- 方法：
  - 縮小バッファで半透明を描画する
  - 縮小バッファ中で変化の大きい部分を検出する
  - 縮小バッファをシーンに合成する
  - 変化の大きい部分に対してステンシルマスクを生成する
  - ステンシルマスク部分に画面解像度で半透明を描画する