Digital Foundry: Así es la nueva generación con el Unreal Engine 5 funcionando en PS5
Un auténtico salto generacional.
Hemos visto especificaciones y hemos escuchado propuestas, pero lo que no habíamos experimentado todavía era una demostración real de la visión para la nueva generación. Eso cambió ayer con el anuncio del Unreal Engine 5 de Epic Games, el cual venía acompañado de una espectacular demo técnica que funcionaba en tiempo real en el hardware de PlayStation 5. La calidad y complejidad gráfica que promete es tal que cuesta creerla: imagina un mundo jugable en el que el detalle geométrico es ilimitado, sin pop-in y con enormes distancias de dibujado. Ahora imagina ese nivel de fidelidad sin precedentes acompañado por un sistema de iluminación global en tiempo real que, además, es totalmente dinámico. Suena demasiado bonito para ser cierto, pero si miras el vídeo que acompaña a este artículo verás que eso es exactamente lo que se muestra en él. Esto es la nueva generación, y es tremendamente emocionante.
Con el Unreal Engine 5 Epic busca liberar a los desarrolladores de ataduras como la cantidad de polígonos o las llamadas de dibujado, permitiendo que los artistas simplemente usen sus modelos ZBrush de mayor fidelidad y los datos de fotogrametría. No es necesario simplificar los modelos para alcanzar un determinado objetivo de rendimiento, ni tampoco generar LOD. El nuevo sistema del UE5, llamado Nanite, se encarga de todo eso. Mientras, la iluminación global dinámica mediante la nueva tecnología Lumen de Epic garantiza que la escena tenga un realismo fenomenal.
¿De qué clase de detalle estamos hablando? La demo 'Lumen in the Land of Nanite' incluye un primer plano de una estatua formada a partir de 33 millones de triángulos con texturas 8K. En esa escena se muestra el modelo con la máxima fidelidad, sin que el desarrollador tenga que hacer nada. Al pasar a la siguiente habitación, la demo nos asombra mostrando casi 500 estatuas como esa (485, para ser exactos), todas ellas con el mismo nivel máximo de calidad. Eso son 16.000 millones de triángulos en total, moviéndose de forma fluida. Suena imposible, pero lo que la nueva generación ofrece son las herramientas necesarias para hacer realidad una vieja aspiración en el mundo de la tecnología de renderizado. Epic Games nos hizo una presentación junto a otros medios y pudimos preguntarle al respecto al CEO de Epic, Tim Sweeny, al CTO Kim Libreri y al vicepresidente de ingeniería, Nick Penwarden.
"Sabes, la filosofía detrás de ello data de los años ochenta con la idea del REYES: 'Render Everything Your Eye See' (NdT. 'renderiza todo lo que ve tu ojo')", explica Tim Sweeney. "Es un divertido acrónimo que significa que teniendo un detalle básicamente infinito, es tarea del motor determinar qué pixeles deben dibujarse para mostrar la escena. Eso no significa dibujar 10.000 millones de polígonos en cada frame, porque algunos son mucho, mucho más pequeños que un pixel, significa poder dibujar una aproximación en la que se eliminan los detalles que no puedes percibir, y una vez llegas a ese punto ya has terminado con la geometría. No hay nada más que puedas hacer. Si dibujases más polígonos no lo notarías porque solo contribuirían de forma infinitesimal a cada pixel en la pantalla."
Resumiendo, la escena se renderiza con el UE5 en función de los triángulos por pixel, y el usuario solo ve lo que necesita ver. Suena tremendamente simple, pero es el resultado de cerca de tres años de investigación y desarrollo liderados por el director técnico de gráficos de Epic Games, Brian Karis. El Unreal Engine 5 - en la próxima generación, al menos - es la realización del motor de micro-polígonos y, pese a mostrarse específicamente en PlayStation 5, es una tecnología multiplataforma, al igual que sus predecesores.
"Las características clave que estamos mostrando funcionarán en todas las consolas de nueva generación", confirma Sweeney. "No tenemos comparativas de rendimiento y no podemos compartir comparativas de rendimiento, pero esto es un conjunto de características con las que puedes contar en esa generación, en concreto la geometría con micropolígonos con la tecnología Nanite y la iluminación global en tiempo real con Lumen."
La primera versión pública del Unreal Engine 5 llegará a principios de 2021, y Fortnite realizará la transición desde el UE4 a la nueva versión a finales de ese mismo año. Sin embargo, a diferencia del Unreal Engine 4, la nueva iteración del motor no rompe del todo con el pasado. Tiene los mismos objetivos que el UE4, así que funcionará tanto en PCs de gama alta como en dispositivos iOS y Android, pasando por las consolas de actual generación, incluyendo la Nintendo Switch. Obviamente, huelga decir que en esos sistemas más antiguos no se alcanzará el nivel de fidelidad mostrado en la demo de nueva generación que vimos ayer.
"Para mantener la compatibilidad con las plataformas de anterior generación tenemos un flujo de contenido de nueva generación en el que construyes tus recursos o los importas con el máximo nivel de calidad, el nivel de calidad de cine que funciona directamente en las nuevas consolas", prosigue Sweeney. "El motor proporciona y proporcionará más puntos de escalabilidad para reducir la resolución de tu contenido y que funcione en cualquier sistema, incluso en dispositivos iOS y Android de hace varios años. Puedes crear el contenido una vez e implementarlo en todas partes, o crear tu juego para todos estos sistemas, obteniendo un nivel distinto de fidelidad gráfica."
Epic insiste mucho en su fuerte compromiso con la interoperabilidad de su nueva tecnología en múltiples sistemas, pese a que la demostración se haya hecho en PlayStation 5, donde Sony ha argumentado la necesidad de una cantidad extrema de ancho de banda en el almacenamiento. Mientras, Microsoft ha creado DirectX 12 Ultimate, que también incluye un cambio radical en cómo se gestiona el almacenamiento en PC, pero aparentemente la solución de la compañía de Redmond no depende del punto fuerte de ningún sistema. Epic, sin embargo, nos confirmó durante la entrevista que los sistemas de shaders primitivos de nueva generación se utilizan en el Unreal Engine 5, pero solo cuando la aceleración por hardware proporciona mejores resultados que lo que la compañía describe como 'shaders de computación hiperoptimizados'.
Pero es la mención de REYES por parte de Sweeney lo que me llama especialmente la atención. La demo técnica del UE5 no solo muestra un detalle extremo en los primeros planos, sino que también posee enormes distancias de dibujado y ninguna evidencia visible de pop-in de LOD. Todo es consistente y fluido. ¿Cuál es el secreto? "Supongo que el secreto es que Nanite pretende renderizar un triángulo por pixel, así que cuando llegas a ese nivel de detalle los cambios en LOD son imperceptibles", responde Nick Penwarden. "Esa es la idea del Render Everything Your Eye Sees", añade Tim Sweeney. "Renderizar tanto que si renderizásemos más no pudieses notar la diferencia, y que cuando la cantidad de detalle de renderizado cambia tampoco puedas percibir la diferencia."
Y eso, en resumidas cuentas, es la definición de un motor de micropolígonos. El coste en términos de recursos de la GPU es muy alto, pero con la nueva generación hay potencia para lograrlo y las ventajas saltan a la vista. Renderizar un triángulo por pixel básicamente implica que el rendimiento se escala con la resolución. "Es interesante, porque funciona muy bien con nuestra técnica de resolución dinámica", añade Penwarden. "Cuando la carga en la GPU es alta podemos reducir la resolución en pantalla un poco y adaptarnos a eso. En la demo utilizamos resolución dinámica, de hecho, aunque al final se renderizaba a 1440p la mayor parte del tiempo."
Penwarden también confirma que el sistema de acumulación temporal visto en el Unreal Engine 4 - el cual básicamente añade detalle de los frames anteriores para incrementar la resolución del frame actual - se utiliza en el UE5 y en esta demo. La transparencia por parte de Epic, en este sentido, es impresionante. Hemos podido dedicar un buen tiempo a examinar a fondo una serie de capturas PNG sin compresión con resolución 3840x2160 proporcionadas por la compañía y el resultado desafía el conteo de pixeles, siendo la resolución una métrica que carece de sentido como, por ejemplo, en una película Blu-ray. En realidad, la acumulación temporal hace mucho más en el UE5 que solo ser anti-aliasing o una reconstrucción de imagen: es lo que apuntala el sistema de iluminación global Lumen.
"La acumulación temporal es mucho más que el anti-aliasing temporal normal, es una parte importante de cómo logramos que hacer que las cosas se vean tan bien", reconoce Kim Libreri. "La iluminación global, sin una inteligencia temporal, sería imposible con el hardware actual. Estamos realmente redoblando nuestra apesta por la noción de cómo nos puede ayudar el componente temporal, y ha habido grande mejoras en la calidad gracias a él. Es la forma que tenemos de acercarnos al renderizado de cine - sin esas muestras (y no son necesariamente solo muestras puras de espacio en pantalla, hay muchas cosas que puedes acumular temporalmente) la iluminación global no funcionaría ni de lejos tan bien."
Libreri posee un gran bagaje y varios premios en la industria del cine, un área en la que el Unreal Engine 4 cada vez es más influyente. Al CTO de Epic le entusiasma especialmente la idea de un flujo universal de trabajo que permite que los recursos de idéntica calidad se utilicen en todas las áreas. "Buena parte de esto viene del hecho de que tenemos dos extremos. Tenemos a gente trabajando en juegos para móvil con el UE4 y también a gente haciendo The Mandalorian con el UE4 y tratamos de buscar una forma unificada para que todos trabajen sin que haya un punto de presión", nos explica. "Ya sabes, la gente debería gastar su tiempo haciendo juegos geniales y una jugabilidad genial y no con minucias como la creación de recursos, con el tedio de seguir usando esas técnicas de hace una década que eran necesarias para poder producir tus entornos."
Para demostrarlo, la demo del UE5 en PlayStation 5 utilizaba casi en su totalidad recursos de fidelidad completa tomados de la librería Quixel Megascans, no las versiones simplificadas diseñadas para videojuegos, usando texturas 8K. Libreri añade que "la puntilla es que los escenarios de la demo... la mitad de nuestro equipo de escenarios eran especialistas de Epic con experiencia, pero la otra mitad era gente nueva en la compañía, que venía de la industria del cine, y se adaptaron al motor de forma natural porque no tenían que preocuparse de las barreras o de tener que hacer mapas normales o mallas de baja resolución para intentar emular alta resolución. Eso ha supuesto una gran diferencia en el resultado."
Esto es lo que propone Epic. Para el desarrollo de nueva generación, un detalle e iluminación sin precedentes se combina con una tecnología que permite ofrecer recursos con un nivel de detalle increíble, junto con mejores físicas y sistemas de animación y sonido. Mientras, como respuesta a la preocupación acerca del incremento de los costes y el esfuerzo necesarios para ofrecer un auténtico salto generacional en términos de calidad visual, la estrategia de Epic se basa en dar herramientas sencillas de usar a los desarrolladores, unificando la tecnología y los recursos necesarios para que funcionen tanto en los proyectos independientes más pequeños como en las películas de mayor presupuesto. Y, al mismo tiempo, Sweeney promete una transición suave del UE4 al UE5.
"Ahora estamos en el Unreal Engine 4.25, lo cual supone la iteración número 25 en esta serie", explica. "Para actualizar al UE5 el coste para los desarrolladores y la complejidad será como pasar unas pocas versiones pequeñas, lo cual la mayoría de desarrolladores hace cada pocos meses. Queremos que venga la comunidad y que lo haga rápido para no tener dentro de unos años a gente que se quede encallada en características de la anterior generación."
Los anuncios de ayer, además, iban más allá del Unreal Engine 5. Epic va a abrir la infraestructura online que utiliza Fortnite a cualquier desarrollador que quiera usarla, incluso si su juego no funciona con el Unreal Online o solo se distribuye en Steam. Eso incluye acceso a la infraestructura de servidor de Epic y a la funcionalidad Cross-Play aprobada por todos los fabricantes de consolas. Sin embargo, la demo técnica 'Lumen in the Land of Nanite' funcionando en PlayStation 5 es lo que ha generado más titulares y ha atraído más atención, y esto no resulta nada sorprendente.
Tras cierta decepción con la presentación de gameplay del Inside Xbox de la semana pasada - en la cual no se vio demasiado gameplay, precisamente - hubo quien empezó a preocuparse con el futuro de la nueva generación. ¿Hasta qué punto ofrecerían las nuevas consolas un salto importante respecto a los juegos que jugamos actualmente? La demo técnica del Unreal Engine 5 nos da una respuesta enfática a ello, con un nivel de detalle y fidelidad que no habíamos visto antes y, aparentemente, todavía queda mucho por llegar. El Unreal Engine 5 será compatible con el trazado de rayos acelerado por hardware, por ejemplo, pero esto todavía no forma parte de la demo que vimos ayer. Pronto sabremos más de esta imponente tecnología, pero mientras disfrutad de este primer aperitivo de lo que nos puede ofrecer realmente la nueva generación.
Traducción por Josep Maria Sempere.