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Unreal Engine 5 : des explications sur la démo

CBL par CBL,  email  @CBL_Factor
Il y a quelques mois (années ? décennies ? Je ne sais plus), Epic Games a présenté sa démo de l'Unreal Engine 5 tournant sur PS5. On n'a toujours pas raccroché notre machoire mais on a plein de questions sur le "comment". Epic a répondu à certaines d'entre elles durant son Unreal Fest. Je vais tenter de la résumer en quelques mots pour les néophytes tout en étant suffisamment technique pour ne pas me faire taper dessus par les techos.


UE 5 est donc fondé autour de deux technologies principales : Nanite et Lumen. Nanite permet d'importer les modèles 3D d'ordinaire réservés au pré-calculé directement depuis ZBrush/Maya/Ax sans avoir besoin de réduire le nombre de poly. Dans la démo, une seule statue comportait 33 millions de polygones et la salle principale du temple comportait 500 statues. Nanite permet donc d'afficher une tonne de polygones mais aussi une tonne d'objets (entre 500 000 et un million) tout en gardant un coût CPU faible. Et on ne parle pas ici de différents niveaux de détails ou d'assets regroupés entre eux. Chaque objet est indépendant et affiché dans toute sa gloire.

Epic Games n'a toujours pas expliqué comment ils font et les spéculations vont bon train à base de mesh shaders ou d'incantations vaudou. Tout ce que l'on sait c'est que Nanite repose beaucoup sur le chargement à la volée. UE 5 ne chargera en mémoire que ce qu'on verra et reposera sur un double système de compression : les assets seront compressés aussi bien sur le support de stockage qu'en RAM. Epic a annoncé que la mémoire reservée aux assets streamés dans la démo ne dépassait pas les 768 Mo et qu'ils continuaient d'optimiser ça. Ils ont même précisé qu'un modèle 3D d'un million de polygones avec un seul canal d'UV aurait le même impact mémoire qu'une normal map 4K.

Mais le tout n'est pas parfait. Pour l'instant, les objets Nanite ne supportent pas la transparence ou la tessellation. Au niveau des animations, les objets Nanite supportent uniquement les transformations (translation, rotation, taille) mais pas les animations de squelettes. En gros, Nanite sera parfait pour le décor mais ne fonctionnera pas pour les personnages ou des détails simples comme des feuilles ou des touffes d'herbe.



Lumen est le nouveau système d'illumination globale dynamique. A la place d'être précalculées et préincorporées dans les textures, les ombres et les luminères seront totalement dynamiques y compris les lumières indirectes, la manière dont les couleurs se reflètent et les ombres indirectes. Cela veut dire que la lumière changera de manière dynamique si vous changez la géométrie (objets qui apparaissent ou qui cassent), par exemple sous l'effet de la météo, de l'heure de la journée ou des sources de lumière en allumant une lampe-torche. L'UE 5 comportera aussi un tout nouveau système pour le ciel avec nuages et positionnement dynamique du soleil. Pour l'instant Lumen tourne à 30 FPS sur PS5 mais Epic espère taper les 60. La démo en elle-même tournait en 1440p upscalée en 4K grâce à leur Temporal Anti-Aliasing Upsample maison. On peut voir Lumen en action à la minute 43.

Tout cela a de nombreuses implications pour la création d'assets. Les lightmaps et les Ambient Occlusion maps feront partie du passé. Selon Epic, les statues n'utilisent que trois textures : diffuse, metal/roughness et normal. Normalement les normal maps ne sont plus nécessaires vu que tout se fait à coups de polygones mais elles seront toujours utiles pour les petits détails comme des égratignures. Par contre les assets seront massifs. Histoire d'améliorer un peu les choses, Epic bosse sur un système de virtualisation : à la place de charger tout le projet sur son PC, on ne charge que des références. Les vrais assets sont stockés sur un NAS et sont chargés en local uniquement si besoin.



Epic a introduit dans UE 4 un système de scripting Python pour automatiser certaines tâches et va continuer avec UE 5 afin de faciliter des choses comme l'import d'assets ou le rendu entre les différentes applications (Maya, Houdini, Shotgun...). Pour les équipes qui n'ont pas le temps ou les moyens de créer des tonnes d'assets, le catalogue de megascans Quixel est gratuit pour les utilisateurs d'UE 4 ou d'UE 5 suite au rachat de Quixel par Epic en Novembre dernier. Epic a d'ailleurs utilisé les megascans en question pour une grande partie des assets de la démo. Toujours au niveau outils, UE 5 diminuera le temps nécessaire à préparer les assets pour un build et simplifiera le déploiement sur mobile en automatisant des choses comme signer les applications et installer des profils de provisionnement. J'entends des devs iOS qui viennent de sauter de joie.

L'UE 5 comprendra aussi des versions améliorées d'outils qui sortiront de la phase bêta sur UE 4 : Niagara et Chaos. Le premier est un nouveau système de particules et la version UE 5 permettra aux particules d'intéragir entre elles par exemple pour simuler des liquides ou encore de réagir avec le son. Chaos quant à lui est un moteur physique venant remplacer PhysX. Pour la version UE 5, Epic veut des destructions massives aussi bien en solo qu'en multi. Tout cela arrivera progressivement en 2021 avec une bêta au début de l'année et une vraie 5.0 en fin d'année. En attendant, UE 4 se porte bien. UE 4.25 vient de sortir et supporte la PS5 et la XSeX. Epic va d'ailleurs le prouver en sortant Fortnite sur ces consoles.

La 4.25 comporte aussi des outils d'analyse pointus pour comprendre ce qui se passe dans son jeu aussi bien au niveau du trafic réseau que des animations jouées et de l'impact mémoire. La 4.26 qui sortira cet automne sera sans doute la dernière version de l'UE 4 et uniformisera les différents SDK de réalité augmentée et ajoutera un nouveau système d'animations procédurales. La bonne nouvelle est que les projets UE 4 seront rétro-compatibles UE 5 même si quelques trucs vont surement casser au passage. Cela confirme aussi que les Blueprints, le langage de programmation visuel d'UE 4, est là pour rester et sera aussi présent dans UE 5.

Oups, j'avais dit quelques mots. Mais alors qu'est ce que tout cela signifie pour les studios de jv ? Beaucoup de choses. Créer des assets sera beaucoup plus rapide car il n'y aura plus besoin de baker ou décimer du poly à tout va. Les même modèles utilisés pour les cinématiques serviront au temps réel. La frontière entre temps réel et précalculée est en train de disparaitre rapidement. Pour les joueurs, cela signifie des mondes plus beaux, plus grands et plus détaillés à condition de disposer d'un SSD kivavite.
A une époque où ce sont les jeux indies qui réinventent le gameplay et la manière de raconter des histoires, afficher des milliards de polygones pour le faire semble assez vain. Mais pour les fans de AAA qui tabassent, attendez vous à en prendre plein la gueule. On remarque d'ailleurs un parallèle intéressant avec la peinture de la fin XIX début XXème siècle pendant lesquels les peintre ont abandonné le réalisme pour donner naisssance à toute une série de nouveaux courants et styles.
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