キーポイント：ゲーム用に3Dモデルを最適化する方法
- ゲーム用の3Dモデルを最適化するには、まず代表的なシーンでプロファイリングを行い、実際のボトルネックを特定し、そのボトルネックに寄与するアセットデータのみを変更します。シルエットやゲームプレイに重要な詳細を保持し、隠れたまたは冗長なジオメトリをクリーンアップし、測定に基づいてマテリアルやテクスチャを単純化します。対象環境がサポートし、それらから利益を受ける場合、LOD、カリング、インスタンシング、またはストリーミングを使用します。不要なリグ、アニメーション、およびコリジョン処理を削減し、その後、同じカメラ、ビルド、およびハードウェアで前後を比較します。ポリゴン数が少ないことは、より高速またはより良いアセットの証明ではありません。
直接的な答え： ゲーム用の3Dモデルを最適化するには、まず代表的なシーンでプロファイリングを行い、実際のボトルネックを特定し、そのボトルネックに寄与するアセットデータのみを変更します。シルエットやゲームプレイに重要な詳細を保持し、隠れたまたは冗長なジオメトリをクリーンアップし、測定に基づいてマテリアルやテクスチャを単純化します。対象環境がサポートし、それらから利益を受ける場合、LOD、カリング、インスタンシング、またはストリーミングを使用します。不要なリグ、アニメーション、およびコリジョン処理を削減し、その後、同じカメラ、ビルド、およびハードウェアで前後を比較します。ポリゴン数が少ないことは、より高速またはより良いアセットの証明ではありません。
最適化は制御された実験です：ベースライン、仮説、変更、測定、そして受け入れまたはロールバックです。
1. 有用なベースラインを取得する
デシメーションツールを開くことから始めないでください。ターゲットのゲームビルド、または利用可能な最も近い代表的な環境から始めてください。
記録：
- ターゲットエンジンと正確なプロジェクトバージョン；
- プラットフォームと代表的なハードウェア；
- ビルド構成；
- シーン、カメラパス、解像度、および品質設定；
- 予想されるアセット数と可視性パターン；
- アニメーション、コリジョン、シャドウ、風、およびインタラクション状態；
- 関連するCPU、GPU、メモリ、ストリーミング、物理演算、およびアニメーションプロファイラービュー；
- タイムスタンプ付きのスクリーンショット、ログ、またはキャプチャ；
- 既知のテスト制限。
アセットまたはアセットグループを隔離しますが、コンテキスト内でもテストしてください。隔離されたモデルは安価に見える一方で、数百のインスタンス、マテリアルのバリエーション、シャドウ、透過、アニメーション、またはストリーミングが実際のコストを生み出すことがあります。
次のいずれかのボトルネック文を選択する：「この植生クラスタは、ゲームプレイカメラでマスクされたマテリアルのGPU時間が増えている」、または「このキャラクターのスキンニングとアニメーションの更新コストは、群衆密度で高い」。曖昧な目標「最適化する」は避ける。
2. 可視部分とゲームプレイの契約を保護する
データを削減する前に、何が存続しなければならないかを定義してください：
- 各関連カメラ距離におけるシルエット；
- ゲームプレイで重要なポーズにおけるデフォーメーション；
- マテリアルのアイデンティティと可読性；
- アニメーションタイミングとルート動作；
- コリジョン、ナビゲーション、およびインタラクション；
- アタッチメントポイントおよびモジュラーシーム；
- 重要な場合のシャドウおよびリフレクション；
- アートディレクションの機能として必須と承認された項目。
リファレンスビューとテストポーズをキャプチャする。これによりロールバックのための視覚的しきい値が作成される。アセットが存在する理由を削除する最適化は、1つのメトリクスが改善してもパスではない。
影響度で詳細をランク付けする：
- シルエットとインタラクション；
- 大きなフォームと変形；
- マテリアルの分離と中程度のフォーム；
- 短距離でのみ見えるクローズアップの詳細；
- 隠しまたは冗長なデータ。
このランキングは、ヒーローアセット、遠景背景、破壊可能なオブジェクト、またはスタイライズされた低解像度ゲームでは変わることがあります。
3. 理由をもってジオメトリを最適化する
貢献できないデータを削除する
隠れた内部面、重複する表面、誤ったオーバーラップ、接続されていない断片、見えない裏面の詳細、インポートされた構築ジオメトリを確認してください。アセットが開いたり、破損したり、アニメーションしたり、必要な影を落としたり、別のカメラから見えたりできないことを確認した後にのみ削除してください。
エッジをシルエットと変形に費やす
平らな面はしばしば少ないセグメントで済むことが多い；丸いシルエットや曲がるジョイントはより多く必要とすることがある。トポロジーパスはシェーディングと動きを保持すべきであり、単にカウントを満たすだけではいけない。ゲームプレイ距離および極端なポーズで評価する。
ハードエッジ、ノーマル、トライアングルレーションを制御する
ジオメトリの削減はシェーディングエラーを生じさせることがある。ハード/ソフトエッジ戦略、頂点ノーマル、UVシーム、ミラーリング領域、および最終的なトライアングルレーションを目的地で確認する。レンダリングコストと頂点の挙動は、ソースツールのポリゴン表示と正確には一致しない可能性がある。
リトポロジーまたはデシメーションを適切に使用する
エッジフロー、変形、ベイキング、モジュラリティ、または予測可能なクリーンアップが重要な場合、手動またはガイド付きのリトポロジーは有用である。デシメーションは、静的な、スキャンされた、生成された、または遠方のジオメトリにおいて、結果を検証し、構造化されたトポロジーが不要な場合に有用である。どちらのアプローチもゲーム対応の結果を保証するわけではない。編集可能なソースを保持し、変更されたメッシュをテストする。
目的地がトレードオフをサポートする場合にのみ詳細をベイクする
高周波の表面詳細は、ジオメトリからノーマル、ハイト、またはその他のテクスチャデータに移動できることがある。これはジオメトリとテクスチャメモリ、サンプリング、UV、およびマテリアル作業の交換である。ベイキングが常にパフォーマンスを改善すると仮定するのではなく、目的地のマテリアル、ミップの挙動、圧縮、およびカメラ範囲をテストする。
4. UV、マテリアル、テクスチャを最適化する
スプレッドシートではなく、ボトルネックを修正する
少ない三角形数のモデルでも、多くのマテリアルスロット、複雑なシェーダー、透明性、大規模なテクスチャセット、悪いストリーミング動作、または高コストのシャドウがあると、依然として高コストになることがあります。逆に、すべてを1つのマテリアルに統合すると、大きなテクスチャが生成され、再利用が失われたり、不要なメモリ占有が生じたりする可能性があります。
ターゲットレンダラーでマテリアルおよびテクスチャの動作をプロファイリングする。その後、以下を検討する：
- 使用されていないマテリアルスロットおよびテクスチャ参照の削除；
- アセット間で適切なマテリアルの共有；
- アートディレクションが許す場合、タイリングまたはトリムテクスチャの使用；
- 不要なユニークなテクスチャ領域の削減；
- スクリーンスペースの必要性からテクスチャの寸法を選択；
- ミップマップ、圧縮、アルファ、およびカラースペース設定の見直し；
- プロジェクトの規約に従ってのみチャンネルをパッキングする；
- レンダラーの証拠に基づいてシェーダーブランチまたはレイヤードエフェクトを簡略化；
- 視覚的およびパフォーマンス上のトレードオフが測定された場合にのみ、透過性を置き換える。
ゲームプレイの可読性を提供するマテリアルの変化を消去しないでください。代表的な照明条件下での前後の視覚的比較を保持してください。
5. LOD、カリング、インスタンシング、ストリーミングを意図的に使用する
レベル・オブ・ディテール
LODは距離に応じてジオメトリまたはマテリアルのコストを削減できますが、メモリ、オーサリング、遷移のチューニング、およびメンテナンスを必要とします。任意のパーセンテージではなく、カメラのニーズから作成してください。シルエット、主要なシェーディング、アニメーション、およびマテリアルの互換性を保持してください。エンジンが意図したとおりにLODを選択していること、および測定されたボトルネックが改善されていることを確認してください。
カリング
距離、視錐台、オクルージョン、またはコンポーネントカリングは、オブジェクトがビューに寄与しない場合に作業を回避できます。積極的なカリングは、ポッピング、影の欠如、またはゲームプレイエラーを引き起こす可能性があります。複数のカメラ速度とルートでテストしてください。
インスタンシングとバッチング
繰り返し使用されるアセットは、エンジン固有のインスタンシングまたはバッチングの恩恵を受ける可能性がありますが、マテリアルの変化、トランスフォーム、インスタンスごとのデータ、アニメーション、およびレンダラーの設定が結果に影響します。プロファイラーで実装を確認してください。共有メッシュだけでは、意図した描画動作が証明されるわけではありません。
ストリーミングと大規模なワールド
大規模なアセットやシーンには、ジオメトリ、テクスチャ、またはワールドストリーミングの戦略が必要になる場合があります。これらは、メモリ、ストレージ、可視性、およびロード動作に関わるシステムレベルの決定です。アセット最適化は、プロジェクトの現在のストリーミング契約に一致させ、孤立したものを考案するのではなくしてください。
6. リグ、アニメーション、スキンニングを最適化する
キャラクターおよび変形アセットについて、以下を確認してください：
- 必要な動きに影響しないボーン；
- プロジェクトのニーズを超えるインフルエンスおよびウェイト；
- ソースのみとして保持すべきコントロールリグまたはコンストレイント；
- 冗長なキーを持つアニメーションカーブ；
- クリップ境界、ルートモーション、およびイベント；
- 関連距離外でアクティブなフェイシャル、クロス、ヘア、またはアクセサリーシステム；
- 画面外または遠距離のアニメーション更新ポリシー；
- 宛先固有のスキンニングおよびアニメーション設定。
ボーンを純粋に数で削除しないでください。アタッチメント、リターゲティング、フェイシャルモーション、物理演算、ゲームプレイロジック、および将来のクリップがそれらに依存している可能性があります。スケルトンまたはウェイトの変更後は、毎回必要なポーズおよびクリップを比較してください。
7. コリジョンと物理を簡略化する
レンダージオメトリは、理想的なコリジョンジオメトリであることはめったにありません。ゲームプレイを満たす場合は、単純なプリミティブ、コンパウンドシェイプ、または簡略化されたカスタムコリジョンを使用してください。どの部分にコリジョン、ヒット検出、トリガー、ナビゲーション、または物理的反応が必要かを定義してください。
プレイヤーの移動、投射物、配置、スタッキング、高速動作、およびエッジケースをテストしてください。コリダーの複雑さを減らすことは、物理のボトルネックを助けるかもしれませんが、不正確なコリダーはゲームプレイを損なう可能性があります。コリジョンの最適化をビジュアルメッシュの削減から分離し、それぞれを測定およびレビューできるようにしてください。
8. インポート–プロファイル–修正のループを実行する
- ベースラインをバージョン管理します。編集可能なソースおよび承認された宛先状態を保持してください。
- 主要な要因を1つ変更します。ジオメトリ、マテリアル、テクスチャ、LOD、コリジョン、リグ、またはシーンの挙動です。
- 文書化されたパスを通じてエクスポートします。警告および変更された設定を記録してください。
- 正確なターゲットバージョンにインポートします。アイデンティティ、スケール、マテリアル、スケルトン、クリップ、コリジョン、およびLODの認識を確認してください。
- 同じテストを再実行します。同じビルド、シーン、カメラ、解像度、ハードウェア、およびキャプチャ方法を使用します。
- パフォーマンスと品質を比較します。観測された違いを報告してください。制御された変更を超えた因果関係を示唆しないでください。
- 受け入れるかロールバックします。書かれた契約に対して最良のバランスを持つバージョンを保持してください。
- 別の測定されたボトルネックが残っている場合のみ繰り返してください。アセットがプロジェクト要件を満たした時点で停止してください。
このループにより、チームメイトがレビューできる証拠が生成されます。また、「最適化」が終わりのない美的劣化になるのを防ぎます。
Unreal Engine 5で木を最適化する方法
木はいくつかの高コストな動作を組み合わせています：繰り返しのインスタンス、オーバードローが発生しやすい大きな葉の領域、風や変形、影、衝突、LOD遷移、遠距離表現、およびストリーミング。正しいUE5のアプローチは、エンジンバージョン、レンダラー、ターゲットプラットフォーム、木のジオメトリ、カメラ、シーン密度、および特定のエンジン機能がアセットとプロジェクト構成をサポートしているかどうかに依存します。
次の条件付きワークフローを使用してください：
- 単一の孤立した木ではなく、代表的な森またはゲームプレイシーンを確立してください;
- UEの現在のプロファイリングツールで現在のCPU、GPU、メモリ、ドロー、影、オーバードロー、およびストリーミングの証拠をキャプチャしてください;
- カメラ範囲に応じて幹と樹冠のシルエットを確認してください;
- 葉のマテリアル、マスキング/透明度、両面動作、風、および影のコストを確認してください;
- 現在のプロジェクトがフォリッジインスタンシング、オーサリングされたLOD、HLOD、カリング、インポスター、Nanite、またはWorld Partitionの恩恵を受けるかどうかを確認してください—現在の公式ドキュメンテーションとアセットタイプがそれらをサポートしている場合に限ります;
- 衝突をゲームプレイ要件に簡略化してください;
- 繰り返しインスタンス、カメラの動き、照明、風、およびターゲットハードウェアをテストしてください;
- 一度に1つの変更を比較し、ポッピング、影の欠如、または葉の崩壊などの視覚的な後退を記録してください。
「Naniteを有効にする」または「特定のLOD数を使用する」など、普遍的なアドバイスとして記述しないでください。機能のサポートとトレードオフは変化します。テスト中の正確なUnreal EngineバージョンのEpicドキュメンテーションを使用し、プロジェクトノートに検証日を記録し、プロダクションアセットを変更する前に機能のサポートを再確認してください。
3つの最適化の例
ヒーロープロップ
プロップはカメラに近く出現しますが、一度だけです。シルエットとマテリアルのアイデンティティを保持してください。隠れたジオメトリ、マテリアルの複雑さ、テクスチャの使用、衝突、およびソースのクリーンアップに焦点を当ててください。積極的な遠距離LODの作業は、コストのかかるシェーダーを削減するよりも価値が低い可能性があります。
群衆キャラクター
キャラクターは多くの回出現し、アニメーションします。スキニング、アニメーション更新、マテリアル、影、スケルトンの複雑さ、および距離の挙動をプロファイリングしてください。正しい変更は、単に三角形を減らすだけでなく、より単純な遠距離表現または更新ポリシーかもしれません。
繰り返し使用される環境キット
キットはレベル全体にわたって出現します。モジュールの継ぎ目、マテリアルの共有、インスタンスの挙動、衝突、ライト/影の相互作用、可視性、およびストリーミングを確認してください。繰り返しによりコストプロファイルが変化するため、組み立てられたシーンをテストしてください。
最終的な最適化チェックリスト
- [ ] デスティネーション、バージョン、プラットフォーム、ハードウェア、ビルド、シーン、およびカメラが記録されている。
- [ ] ベースラインプロファイラーの証拠が存在する。
- [ ] ビジュアルおよびゲームプレイの契約が記録されている。
- [ ] 1つのボトルネックと1つの変更が述べられている。
- [ ] ジオメトリの変更はシルエット、シェーディング、および変形を保持する。
- [ ] マテリアルとテクスチャは宛先で評価される。
- [ ] LOD、カリング、インスタンシング、およびストリーミングは、測定されサポートされている場合にのみ使用される。
- [ ] リグ、アニメーション、およびコリジョンの変更は必要な動作を保持する。
- [ ] 前後テストでは同じ方法が使用される。
- [ ] ソース、エクスポート設定、警告、結果、およびロールバックはバージョン管理される。
FAQs
3Dモデルをゲーム用に最適化するにはどうすればよいですか？
代表的なシーンでモデルをプロファイリングし、実際のボトルネックを特定し、その可視性とゲームプレイ契約を保持し、1つの寄与因子を変更し、同じビルド、カメラ、ハードウェア、プロファイラーのキャプチャを前後で比較する。
ポリゴン数をまず減らすべきですか？
自動的ではない。ジオメトリが測定されたボトルネックであるかどうかを確認する。マテリアル、テクスチャ、シャドウ、アニメーション、コリジョン、透過性、インスタンス、またはストリーミングがより重要かもしれない。ジオメトリを変更する場合、シルエットと変形を保持する。
ゲームモデルに何個のポリゴンがあるべきですか？
一概に答えられない。ターゲットプラットフォーム、カメラ距離、シーン密度、変形、マテリアルの挙動、およびプロファイラーの証拠を使用して、ローカル予算を設定する。
LODは常にパフォーマンスを向上させるのでしょうか？
いいえ。メモリ、トランジション、オーサリング、メンテナンスが追加されます。エンジンが適切に選択し、視覚的な品質が許容範囲内であり、測定された実行時の挙動が改善する場合にのみLODを使用してください。
Unreal Engine 5で木を最適化するにはどうすればよいですか？
代表的な植生シーンをプロファイリングし、その後、キャノピーのジオメトリ、マスクされたマテリアル、オーバーディロー、風、シャドウ、衝突、インスタンス、距離表現、カリング、LOD/HLOD、ストリーミング、および現在のUE5のサポートされている機能を1つずつ評価してください。
デシメーションは生成またはスキャンされたモデルをゲーム対応にすることができますか？
いいえ。デシメーションはジオメトリを減らすことができるが、シルエット、UV、シェーディング、変形、またはトポロジーを損なう可能性がある。アセットは依然として権利、マテリアル、スケール、コリジョン、パッケージング、エンジンインポート、およびパフォーマンス検証を必要とする。
