Mobil cihazlarda ışın izlemenin önemi
Işın izleme, Abyss of Dungeons'un karanlık fantezi dünyasında oyuncuların daha da içine girmesini sağlamak için gerçekçi ışıklandırma, yansıma ve gölgeler sunar. Mobil oyunlarda görsel açıdan etkileyici grafikler önemli olsa da ışın izlemeli görseller gibi yüksek kaliteli efektler elde etmek önemli bir zorluk olmuştur. Geçmişte mobil oyun performansı sınırlamaları, gelişmiş oluşturma tekniklerini kısıtlayarak PC ve konsol deneyimlerine kıyasla görsel kalitede ödün verilmesine neden oluyordu.
Krafton Abyss of Dungeons, bu sınırlamaların üstesinden gelmeyi amaçladı. Amaç, genellikle üst düzey platformlar için ayrılmış olan ışın izleme teknolojisini Unreal Engine 5'teki (UE5) mobil sürüme entegre etmekti. Bu çalışmanın amacı, mobil cihazlarda daha gerçekçi ve görsel açıdan zengin grafikler sunarak oyuncuların oyuna olan bağlılığını önemli ölçüde artırmaktı. Ekibin, performans darboğazlarını gidermesi, UE5'in Lumen gibi karmaşık oluşturma ardışık düzenlerini uyarlaması ve çeşitli mobil donanımlarda kararlılık sağlaması gerekiyordu. Bu, konsol kalitesinde grafikleri mobil oyunlara getirme yolunda önemli bir adımdı.
Rastgeleleştirmeden Işın İzlemeye Görsel Atlama
Geleneksel rasterleştirme, hızı nedeniyle mobil oluşturma için standarttır. 3D nesneleri 2D ekrana piksel piksel yansıtır. Bu yöntem verimlidir ancak ışık etkileşimlerini basitleştirir. Bu da gölgelerin ve yansımaların daha az gerçekçi olmasına neden olur.
Işın izleme farklı bir yaklaşım sunar. Işık ışınlarının gerçek yolunu simüle eder ve nesnelerle olan etkileşimlerini hesaplar. Bu sayede son derece doğru ve gerçekçi ışıklandırma, gölge ve yansımalar elde edilir. Ancak bu gerçekçilik, hesaplama yoğunluğu pahasına elde edilir. Her ışının yolunu ve etkileşimlerini hesaplamak önemli miktarda işlem gücü gerektirir.
Rastgeleleştirme ve Işın İzleme'yi karşılaştırma
Aşağıdaki tabloda, rasterleştirme ile ışın izleme arasındaki temel farklılıklar özetlenmektedir:
| Özellik | Pikselleştirme | Işın İzleme |
|---|---|---|
| Hız | Hızlı | Yavaş |
| Gerçekçilik | Daha düşük | Daha yüksek |
| Kaynak Kullanımı | Düşük | Yüksek |
Bu kaynak yoğunluğu, masaüstüne kıyasla sınırlı işleme gücüne sahip mobil cihazlar için bir sorun teşkil eder. Bu sınırlama, geçmişte mobil platformlarda ışın izlemenin benimsenmesini engellemiştir.
Android'de Işın İzleme'yi Seçme ve Uygulama: Sistematik Bir Yaklaşım
Vulkan ile Android'de ışın izlemeyi uygulamak için iki temel yöntem dikkate alındı: Işın sorguları ve ışın ardışık düzenleri. Işın sorguları, mevcut sistemlere entegrasyonu daha kolay olan ve gölgelendiricilerde manuel ışın yönetimini sağlayan daha basit bir yaklaşım sunuyordu.
Ancak Ray Pipelines, Vulkan'ın ışın geçişini ve kesişimi yönetmesine olanak tanıyarak daha ölçeklenebilir bir çözüm sağladı. Işın sorguları başlangıçta daha basit sahnelerde biraz daha hızlı olsa da ışın ardışık düzenleri, daha karmaşık ışın izleme uygulamaları için daha iyi ölçeklenebilirlik ve performans gösterdi. Bu da onları uzun vadeli geliştirme ve karmaşık görsel talepler için üstün bir seçim haline getirdi. Oyunun uzun vadeli görsel bütünlüğüne odaklanarak ilk geliştirme kolaylığını gelecekteki ölçeklenebilirlik ve genel performansla dengelemeyi tercih ettik.
UE5 Lumen'i Mobil Cihazlar İçin Uyarlama: Dev Bir Görev
UE5'in gerçek zamanlı küresel aydınlatma ve yansıma sistemi Lumen, oyun ortamlarındaki ışıklandırmada devrim yarattı. Ancak bu özellik başlangıçta mobil cihazlar için değil, yüksek performanslı PC'ler ve konsollar için tasarlanmıştır. Lumen'in karmaşıklığı ve kaynak gereksinimleri, mobil entegrasyon için büyük bir zorluk teşkil ediyordu. Lumen'i Android'e uyarlamak için UE5'in oluşturma ardışık düzeninde ve gölgelendirici derleyicisinde kapsamlı değişiklikler yapılması ve karmaşık sahne verilerini verimli bir şekilde yönetmek için Hızlandırma Yapıları'nın (AS) optimize edilmesi gerekiyordu. Ekip, bu boşluğu doldurmayı ve mobil cihazların performans veya kararlılıktan ödün vermeden Lumen'in karmaşık ışıklandırma hesaplamalarını gerçekleştirmesini sağlamayı amaçladı. Bu uyarlama çalışması, resmi Unreal Engine kod tabanına da katkıda bulunarak daha geniş bir oyun geliştirme topluluğunun yararlanmasını sağladı ve mobil oluşturma özelliklerini ilerletti.
Işın İzleme Gölgeleri ve Yansımaları: Görsel Gerçekçiliği Artırma
Işın izleme gölgeleri, ışık ışınlarını doğrudan yüzeylerden ışık kaynaklarına izleyerek geleneksel gölge haritalarına kıyasla daha yüksek doğruluk sunar. İşlem, derinlik ön geçişi, ışın sorgusu gölgeleri, gürültü giderme ve ışıklandırma geçişine entegrasyon içeriyordu. Titreşimli tek bir ışın ve ardından gürültü giderme işlemi kullanılarak yumuşak gölgeler verimli bir şekilde elde edildi. Ekip, yansımalar için G-buffer geçişi, ışın izleme yansıması ve isabet verisi depolama, malzeme kimliği dönüşümü, çözümleme geçişi (yansıtılan görüntünün oluşturulması) ve birleştirme geçişi (yansıtmaları ana sahneye entegre etme) içeren çok aşamalı bir işlem uyguladı. CPU geri yazma, karo yaklaşımları, örnek gruplandırma ve eşzamansız AS derlemeleri gibi optimizasyonlar, mobil cihazlardaki bu işlemlerin yoğun kaynak kullanımı sorununu gidererek performansı önemli ölçüde iyileştirdi ve iş yükünü azalttı.
Performans Etkisi ve Optimizasyon Stratejileri
Özellikle yansımalarda ışın izlemenin performans üzerindeki etkisi sahneye çok bağlıydı. Büyük yansıtıcı yüzeylerin bulunduğu sahnelerde yansımalar, kare süresinin önemli bir bölümünü (%30-40) tüketebilir. Işın izlemenin uygulanabilir hale getirilmesi için optimizasyonlar çok önemliydi. Ekip, ek yükü azaltmak ve verimliliği artırmak için çok sayıda teknik kullandı: Boşa harcanan işleme işlemlerini en aza indirmek için karo tabanlı bir oluşturma yaklaşımı kullanma, çizim çağrılarını azaltmak için aynı malzeme ve geometri örneklerini gruplandırma, yalnızca görünür geometriler için hızlandırma yapıları oluşturma ve AS oluşturma için eşzamansız hesaplama kullanma. Bu stratejiler, işleme süresini ve GPU yükünü önemli ölçüde azaltarak mobil donanımda gerçek zamanlı ışın izlemeyi mümkün kıldı.
Daha fazla bilgi
Krafton'un Abyss of Dungeons oyunu, stratejik uyarlamalar ve optimizasyonlarla ışın izleme gibi ileri teknoloji oluşturma tekniklerinin mobil platformlara getirilebileceğini gösterdi. Ekip, görsel açıdan gelişmiş bir oyun deneyimi sunmak için UE5'in Lumen sistemini başarıyla uyarladı, özel oluşturma çözümleri uyguladı ve birçok teknik engeli çözdü. Bu çalışma, Abyss of Dungeons'ın görsel kalitesini iyileştirmenin yanı sıra gelecekteki mobil oyun geliştirme süreçleri için değerli analizler ve teknikler sağladı. Bu video, oyun geliştiricileri ile teknoloji sağlayıcıları arasındaki işbirliğinin, mobil oyun deneyimini yenilikçi ve üst düzey hale getirerek PC ve konsollardaki kaliteye yaklaştırma gücünü vurgulamaktadır. Samsung geliştirici sitesinde ayrıntılı ışın eğitimi optimizasyonlarını inceleyin.