レイトレーシング＆フレーム生成の改良
2026.09.25 開発情報
次期大型アップデート「オフロードパトロール（Off-road Patrol）」では、新たなレイトレーシングやその他の細かな機能、さらなるグラフィックスの改良も実施予定だ！
家庭用ゲーム機におけるレイトレーシング
PlayStation®5（以下PS5）、PlayStation®5 Pro（以下PS5 Pro）に、新しいレイトレーシングのプリセットが追加されます。これらのプリセットは、ゲームが提供できる最高に近い画質を体験したいプレイヤーのために、動的解像度で30fpsを目標としています。家庭用ゲーム機（コンソール）のメモリー容量に収まるようレイトレーシングのメモリー要件を削減するために多大な努力を重ね、多少の妥協を伴いつつも達成することができました。
- PS5：レイトレーシングによる太陽のシャドウ、アンビエントオクルージョン、反射の適用。ただし、現時点ではBVH（Bounding Volume Hierarchy：バウンディングボリューム階層）に動的オブジェクトは含まれません。
- PS5 Pro：レイトレーシングによる太陽と動的光源のシャドウ、アンビエントオクルージョン、反射の適用。
PS5 Proはベースモデルと比較してアップグレードされたGPUにより、レイトレーシングされた動的光源を有効に使用できるだけでなく、ほとんどの場面でネイティブ4Kに近い解像度で動作します。
パストレーシング・グローバルイルミネーション
PCのレイトレーシング愛好家に向けて、新しいエフェクトを実装します。「パストレーシング・グローバルイルミネーション（Path traced global illumination）」略してPTGIです。PTGIは、画面上のすべての不透明なオブジェクトに物理的に正確な環境光をもたらすことを目的としています。これはパストレースされており、間接照明のためにシーン内で光線を最大3回再帰的に反射させることを意味します。そのため、たとえば太陽に照らされた表面が、太陽の反対側を向いている前方のものも明るく照らすことができます。
この種の光の伝播は、すでに私たちのGI（Global Illumination：グローバルイルミネーション）の実装に含まれています。しかし、それはトレーシングにおいてSDF（Signed Distance Field：符号付き距離フィールド）に依存し、シーンのジオメトリのすべての詳細を適切に捉えることはできません。高品質のGIは、遠くのピクセルに対してスクリーンスペース・レイマーチングも行いますが、それはさらに制限の多い情報源です。PTGIは、BVH内のシーン全体にアクセスすることで、その問題を回避します。
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間接的な環境光の性質上、PTGIはかなりノイズの多い信号を出力し、1フレームに1ピクセルあたり複数の光線を出力すると機能の速度が著しく低下します。しかし、『Enlisted』では以前からDLSSレイ再構築（DLSS Ray Reconstruction）に対応しており、ノイズの多い信号を処理して高品質な環境光の画像を出力することができます。PTGIを有効にするにはDLSSレイ再構築が必要です。
パストレーシングの再帰的な性質上、本機能はハイエンドGPUでの動作を前提として設計されていますが、パフォーマンスコストを軽減するためのいくつかの手法があります：
1. レイトレーシングのコストを削減する最良の方法は、トレースする光線を減らすことです。DLSSレイ再構築（DLSS Ray Reconstruction）を使用すると、PTGIでチェッカーボードレンダリングを行うことができ、パフォーマンスコストを半分に削減できます。そして、ピクセルの半分が黒くなることによる明るさの損失を相殺するために、トレースされたピクセルの出力を単に2倍にするだけで良いです。
フル解像度のトレーシング：
チェッカーボードでのハーフレート・トレーシング：
（2枚目の画像が白く見えるのは、1より大きい値がモニターに出力される際に切り捨てられるため）
2. もう1つの重要なパフォーマンス最適化は、モンテカルロ法によるトレースの早期終了です。トレース中は、光線の寄与を追跡する必要があります。当初、その値は1ですが、反射が繰り返されるほど値は小さくなっていきます。これは、各反射のたびに、物体によって光の一部しか反射されないためです。確率論を活用することで、数学的に期待される結果を保ちつつ、このプロセスを高速化することができます。個々の色チャンネルごとの寄与値のうち、最大値として光線の「生存」確率を設定し、0から1までの乱数を生成します。その値が生存確率を上回る場合、光線は除外されます。光線が「生存」した場合、その寄与は1/生存確率だけ増加します。このようにして、光を失うことなく、暗い光線のトレースにかかる時間を大幅に短縮できます。なぜなら、単に反射回数を減らすだけでは、画面全体が暗くなってしまうためです。
3. レイトレーシング反射からスクリーンスペースの再サンプリングの最適化を導入しました。前のフレームはすでにGIによって適切に照らされているため、光線が画面上でヒットした場合、そこから色を使用できます。これにより、表面の照明を計算する手間が省けるだけでなく、前のフレームも再帰的に照らされていたため、そこでパストレーシングを終了させることができます。
4. PTGIは低周波の背景照明であるため、一部の表面が鏡面となる反射のパストレーシングとは異なり、トレースされたシーンの細かいディテールをはっきりと確認することはできません。これにより、シェーディングを大幅に簡略化できます。つまり、マテリアルのミップレベルを低品質でサンプリングし、直接光のみを適用することでシェーディングを簡略化できます。
5. PTGIは完全なBVH（Bounding Volume Hierarchy：バウンディングボリューム階層）上で計算されるため、本質的にアンビエントオクルージョンが含まれています。アンビエントオクルージョンは一般的にGIの実装で失われるディテールを復元するための方法ですが、PTGIはそれをネイティブに行うため必要ありません。PTGIが有効になっている場合、グラフィック設定でも示されているようにRTAO（Ray Traced Ambient Occlusion：レイトレーシングによるアンビエントオクルージョン）は無効になります。
もちろんエフェクトもトレースされるため、火炎放射器も照明に寄与します。
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エフェクトのトレーシングを高速に保つため、PTGIは最初の反射でのみエフェクトをトレースし、最初の4回のヒットのみを受け入れます。この最適化から着想を得て、粗い反射の処理も高速化することができました。水たまりなどは依然として最高画質でエフェクトをトレースしますが、非常に粗い表面では最初の4回のヒットのみを受け入れるようにすることで、視覚的な違いを最小限に抑えつつ、エフェクトによるパフォーマンスの負担を大幅に軽減できます。
不透明度マイクロマップ
OMM（Opacity micromaps：不透明度マイクロマップ）は、従来のエニーヒットシェーダーに代わる新しい最適化機能です。
アルファテストされたジオメトリのトレーシングは特にコストがかかる可能性があります。なぜなら、レイトレーシングハードウェアがアルファテストされたオブジェクトに対する潜在的なヒットを見つけるたびに、プログラム可能なエニーヒットシェーダーを呼び出す必要があり、それがヒットを除外してトレーシングを続行するかもしれないためです。これは、木の枝がアルファカットアウトのテクスチャで作られている森林において特に高いコストとなります。パフォーマンスコストを抑えるため、私たちは以前、エニーヒットシェーダーの呼び出し回数に厳しい制限を設け、その制限に達した後の後続のヒットは、それ以上のアルファテストを行わずに不透明なものとして受け入れていました。私たちの経験から、最適な値は光線1本あたり10回の呼び出しであることが分かりました。これにより、視覚的な品質とパフォーマンスのバランスがうまく取れるようになりました。
OMMはより優れた解決策を提供します。最下層のアクセラレーション構造を構築する際、メッシュの三角形を細分化し、それぞれの微小な三角形を単一のビットにマッピングして、透明かどうかの情報を保存する追加データも付与しています。このアクセラレーション構造の検索は、処理の遅いエニーヒットシェーダーの呼び出しを行わずに実行できるため、エニーヒットシェーダーに施したあらゆる最適化を考慮しても、OMMによって森林などでのレイトレーシングのパスが大幅に高速化されます。
PIXでのOMMのビューです。色付けされた木の幹はアルファテストされていませんが、葉はアルファテストされており、黒い部分はすべてトレーシング中に除外されます：
これは木を構成する多数の三角形のひとつのデバッグビューです。内側の黄色い領域はアルファテクスチャが重ねられた部分であり、それが触れる微小な三角形はすべて不透明になります：
OMMの素晴らしい点は、視覚的な品質も向上することです。エニーヒットシェーダーの呼び出し回数を10回に制限したことでパフォーマンスは大幅に向上しましたが、同時に誤ヒットが発生していました。しかし、現在ではそれらが完全になくなっています。デバッグビューで確認できるように、OMMは実際のアルファテクスチャをサンプリングするエニーヒットシェーダーの適用に非常に近い近似値を提供します。
説明のため、きれいに分離されたアルファテスト済みオブジェクトの例を以下に追加します。
ラスター：
エニーヒットシェーダー：
OMM：
アルファテストされた表面の重なりが限られている場合、エニーヒットシェーダー版はラスタライズの最終目標により密接に一致します。しかし、これが顕著に表れるのはデバッグビューにおいてのみであり、ソフトシャドウや反射に使用した場合は非常に近い見た目が得られます。
しかし、ここでレイトレーシングのストレステストである植生を見てみましょう。
ラスター：
エニーヒットシェーダー：
OMM：
茂みや木々は重なり合う多数のアルファテスト済み三角形で構成されており、ここではエニーヒットシェーダーの最適化によって多くの誤ヒットが発生し、茂みの中心が硬いブロックのように見えてしまいます。
その一方で、メモリ使用量に変化はありません。透過オブジェクトに対して適用したもう1つの最適化は、エニーヒットシェーダーでのみ使用される、簡略化された頂点データバッファです。これにより、「ホットパス」で読み込むデータ量を減らすことができますが、その分、メモリに余分なオーバーヘッドが生じます。不透明度マイクロマップを使用する場合は、このような工夫は必要ないため、使用されるメモリ量は以前とほぼ同じままです。
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そのため、ハードウェアが対応している限りOMMは常に有効になります。この機能は現在、NVIDIA RTX 40および50シリーズのGPUでのみサポートされています。また、新しい機能を活用するために、ドライバーのアップデートを必ず行う必要があります。
バウンディングボリューム階層の曳光弾
次期大型アップデートの実施により、曳光弾がBVH（Bounding Volume Hierarchy：バウンディングボリューム階層）内にも表示されるようになるため、明るい曳光弾が水やガラスに反射して映るようになります。
PC用レイトレーシングプリセット
PC向けに、新しいレイトレーシング品質プリセットを追加します。これは、レイトレーシングに対応したグラフィックカードをお持ちのプレイヤーが、ゲームで推奨される最高設定に簡単に切り替えることができる便利な機能です。このプリセットには、「ウルトラ」設定のすべての要素に加え、レイトレーシングによる影、背景の陰影、反射（不透明な物体、ガラス、水）、およびその他の細かいディテールが含まれています。
廃止された機能
低画質でのテンポラルハイパーレゾリューションおよびAMD FidelityFX Super Resolution 1.0のサポートを終了します。これにより、最低画質以上の設定ではモーションベクターが常にレンダリングされるようになり、すべてのテンポラルエフェクトにおけるレンダリングの品質が向上します。さらに、モーションベクターの欠如による回避策を講じる必要がなくなり、その結果、常に新たなアーティファクトが発生していた問題も解消されます。
フレーム生成
次期大型アップデートでは、DirectX 12が必要な「AMD FSR Frame Generation」をゲームに追加します。
DLSSフレーム生成もアップデートし、5xおよび6xのフレーム生成にも対応予定です。さらに、生成されるフレームレートが一定になるようにフレーム生成の倍率を自動で変更するダイナミックフレーム生成機能も追加します。これにはNVIDIA RTX 50シリーズのカードが必要になります。