آنالیز اولین موج بازی های موتور آنریل انجین 5 - کنفرانس هکا

بازی های ساخته شده با استفاده از آنریل انجین 5 از لحاظ بصری به شدت زیبا هستند ولی مشکل اینجاست که به طرز عجیبی سنگین هستند. همینطور اینکه بعضی از لحاظ مدیریت پردازنده مرکزی نیز مشکل داشتند ولی این مشکل در موتورهای آنریل انجین قبلی هم وجود داشت.

حال با گذشت سه سال از معرفی و عرضه چند بازی با استفاده از آنریل انجین 5 می توان گفت که ما نسل اول بازیهای این موتور را مشاهده نموده ایم. در نتیجه الان زمان خوبی است تا یک جمع بندی از نسل اول آنریل انجین 5 و عناوین آن منتشر کنیم.

نکته اصلی اینجاست که در این متن ما قصد نداریم به طور جزئی یک بازی را آنالیز کنیم. در اصل قرار است یک آنالیز کلی از بازی های مختلف داشته باشیم و متوجه شویم که مسائل آنریل انجین 5 و بازی های آن چیست و در کدام قسمت از آن قرار گرفته است. در حال حاضر ما شاهد عرضه بازی های روبوکاپ (Robocop)، لردز آو د فالن (Lords of the Fallen) و موارد دیگر هستیم که در ساخت آن ها از آنریل انجین 5 استفاده شده است. این موتور از لحاظ گرافیکی به طرز عجیبی در سطح بالایی قرار گرفته است و یک تجربه بصری بسیار خاص را به کاربر انتقال می دهد. ولی بحث اینجاست که این تجربه های بصری زیبا معمولاً از لحاظ عملکردی چندان بهینه نیستند و همین موضوع مشکل ساز شده است.

معرفی موتور بازی سازی آنریل انجین 5 و توانایی های آن

بگذارید تا متن را با معرفی آنریل انجین 5 شروع کنیم. شرکت اپیک در زمان معرفی آنریل انجین 5 قول های بسیاری داد و خاطرنشان کرد که این موتور از لحاظ نورپردازی، نقشه سایه سازی مجازی (Virtual Shadow Maps) و موارد دیگر روی کامپیوتر عملکرد بسیار خوبی دارد. حال آیا در واقعیت هم به این شکل است؟

اگر بازی های عرضه شده تا الان را آنالیز کنید متوجه خواهید شد که شرکت سازنده تا حد خوبی انتظارات را برآورده نموده است. یکی از بازی های عرضه شده بر پایه آنریل انجین 5، بازی The Talos Principle 2 است که روی تکنولوژی های این موتور اتکا نموده و عملکرد بسیار خوبی از لحاظ گرافیکی نشان می دهد.

آنالیز تکنولوژی لومن و نورپردازی در آنریل انجین 5

بحث آنالیز را با تکنولوژی لومن (Lumen) یا تکنولوژی تازه نورپردازی شروع میکنیم. شما می توانید لومن را در بخش Global Illumination در بخش تنظیمات پیدا کنید و در آن تغییر ایجاد کنید. نکته اینجاست که این سیستم نورپردازی کلی آنریل انجین 5 است و در نتیجه در بسیاری از عناوین مختلف دیگر نیز وجود خواهد داشت.

در بازی The Talos Principle 2 اگر شما تنظیمات Global Illumination را روی حالت میانه قرار دهید می بینید که دنیای بازی بدون تکنولوژی لومن چگونه می گردد. نکته اینجاست که نبود لومن تفاوت بسیار زیادی در بازی ایجاد می نماید و به طور کلی نورپردازی آن را تغییر می دهد. به این شکل که نورپردازی آسمان و بازتاب به طور کلی تغییر نموده و با وجود لومن بازی از لحاظ بصری کیفیت بسیار بالاتری دارد.

در بازی جوسنت (Jusant) نیز این موضوع به طور کامل وجود دارد. در اصل جوسنت یک نسخه دمو از یک بازی کامل است و می توان گفت که رجحانن ارائه در زمینه سیستم لومن را داشته است. جزئیات این دمو به شدت زیاد بوده و به حدی دقیق طراحی شده که شما می توانید سطح را به طور کامل در این بازی ببینید. بازی از لحاظ هنری نیز به شدت طراحی خوبی دارد و همین موضوع باعث شده که در ترکیب با نورپردازی ما با یک دموی به شدت زیبا روبرو باشیم.

در دید اولیه، لومن عملکرد بسیار خوبی از لحاظ بصری دارد. نکته اینجاست که عملکرد سیستم لومن همیشه به این خوبی نیست. تقریباً تمام عناوینی که با سیستم لومن عرضه شده و از موتور آنریل انجین 5 استفاده می نماید، نسخه نرم افزاری لومن را به کار می برند. در نتیجه هیچ کدام از این عناوین از نورپردازی سخت افزاری استفاده ننموده و کارت گرافیکی را به طور کامل به چالش نمی کشند. از طرفی با عدم استفاده از قدرت کارت گرافیکی، عملکرد و بهینه سازی بازی نیز بدتر شده و کیفیت نورپردازی پایین می آید.

یکی از عناوینی که این مشکل را به طور کامل نشان می دهد، بازی لردز آو د فالن است. بازتاب ها در این بازی مسائل بسیار زیادی داشته و از طرفی نورپردازی مسائل زیادی دارد. برای مثال ممکن است در یک غار تاریک شما با یک منطقه روشن روبرو باشید که منطقی نیست. این مشکل در بازی های دیگر که از موتور آنریل انجین 5 استفاده می نمایند هم وجود دارد. در اصل استفاده کامل از سیستم نرم افزاری باعث شده تا نورپردازی در این عناوین خطای زیادی داشته باشد.

مسائل استفاده از سیستم نرم افزاری لومن به طور کامل در بازی های مختلف معین است. مخصوصاً اگر یک بازی دارای محیط های بازتاب دهنده زیادی باشد. در نتیجه بهتر است که شرکت اپیک به فکر افزودن بازتاب سخت افزاری به سیستم خود باشد. این موضوع باعث می گردد که دقت سیستم بالاتر رفته و مسائل نورپردازی نیز تا حد خوبی کم گردد. همینطور اینکه فشار زیادی به کارت گرافیکی نیاورده و بیشتر کارت های امروزی به راحتی توانایی اجرای این نورپردازی را دارند.

بازی فورت سالیس (Fort Solis) یک مثال خوب از سیستم لومن سخت افزاری است. در اصل بازی تنها با سیستم لومن نرم افزاری عرضه می گردد ولی با استفاده از ماد میتوان لومن سخت افزاری آن را فعال کرد. با فعال کردن لومن سخت افزاری شما با یک ارتقاء بسیار بزرگ روبرو خواهید بود. مخصوصاً اینکه بازی به شدت وابسته به سطوح بازتاب نماینده وابسته است. لومن سخت افزاری در اصل مسائلی که حالت نرم افزاری داشت را رفع نموده و در مواقعی که نرم افزار عمل نمی کرد سخت افزار به خوبی این کار را انجام میداد.

در کنار حالت های مختلف لومن شاید بهتر باشد که بازی های بعدی بر پایه آنریل انجین 5 انتخاب های بصری بیشتری را به کاربران ارائه دهند. مانند چیزی که در بازی Desordre وجود داشت. این بازی نه تنها خود سیستم لومن را داشت بلکه در کنار آن سیستم نورپردازی با ری تریسینگ و موارد دیگری هم داشت که باعث می شد دست کاربر در انتخاب نوع نورپردازی باز باشد. بازی Desordre دارای سیستم RTXDI هم بود. تنظیماتی که بازتاب نور و آنالیز آن را با دقت انجام داده و سطوح را به رجحانن نحو به کاربر نشان می دهد.

نتیجه این آزادی عمل این است که بازی Desordre دارای محدوده کیفیت ری تریسینگ از حالت نرم افزاری مثل کنسول ها تا سیستم های بسیار دقیق ری تریسینگ کارت های گرافیکی قدرتمند است. قطعاً از همه عناوین انتظار نمی رود که بتوانند تمامی حالات گرافیکی را در خود جای بدهند. با این حال حضور تنظیماتی مثل خاموش و روشن کردن حالت سخت افزاری لومن و ری تریسینگ جزو مواردی است که باید در یک بازی کامپیوتری وجود داشته باشد تا آن را از عناوین کنسول متمایز کند.

همینطور اینکه شرکت های سازنده باید تمرکز بیشتری روی جلوه های بصری و توانایی آنریل انجین 5 داشته باشند تا بتوانند بازی های بهتری در آینده فراوری نمایند. مخصوصاً اینکه دنیای تکنولوژی از لحاظ سخت افزاری در حال پیشرفت است و به زودی به راحتی از پس اجرای کارهای مختلف با آنریل انجین 5 بر خواهد آمد.

با وجود اینکه لومن، ننایت (Nanite) و نقشه های سایه مجازی سه ویژگی اصلی آنریل انجین 5 هستند، بسیاری از عناوین بازی از هر سه مورد استفاده نمی نمایند. برای مثال بازی رمننت 2 (Remnant 2) از سیستم لومن استفاده نمی نماید. از طرفی لردز آو د فالن 2 از نقشه های سایه مجازی استفاده ننموده و بعضی از عناوین از هر سه مورد استفاده نمی نمایند.

عدم استفاده از این سیستم ها به احتمال زیاد به علت محدودیت کنسول ها و قدرت آن ها است. با این حال بهتر بود که در نسخه کامپیوتر توانایی استفاده از این قابلیت ها وجود داشت و یک تجربه کامل از آنریل انجین 5 در پلتفرم کامپیوتر به کاربر ارائه می شد.

حالت نقشه های سایه مجازی به طرز عجیبی ظاهر بازی لردز آو د فالن را بهتر می نماید. حال بحث اصلی اینجاست که این قابلیت را یک ماد به بازی اضافه می نماید. آیا بهتر نبود که شرکت سازنده از ابتدا آن را در بازی قرار می داد تا احتیاجی به نصب ماد نباشد؟ این دقیقاً کاری است که بازی رمننت 2 (Remnant 2) انجام داده است. به این شکل که در این بازی از ابتدا سیستم نقشه های سایه مجازی در بازی وجود داشته و کاربر می تواند آن را خاموش یا روشن بکند. قابلیت انتخاب بیشتر همیشه برای کاربران مجذوب کننده است و در نتیجه بهتر است که در آینده بازی های بیشتری به این موضوع توجه بنمایند.

قسمت جالب اینجاست که در بازی رمننت 2 توانایی خاموش کردن جزئیات هندسی (Detailed Geometry) هم وجود دارد. در اصل خاموش کردن آن به معنای خاموش کردن سیستم ننایت است که چندان منطقی به نظر نمی رسد. خاموش کردن سیستم ننایت باعث می گردد که جزئیات بازی کمتر شده و دقت در بازی به شدت کاهش پیدا کند. در اصل بازی با وجود خاموش کردن ننایت کوشش می نماید که از یک حالت دیگر برای جبران آن استفاده کند و بیشتر این سیستم برای دستگاه هایی ساخته شده که توانایی اجرای ننایت را ندارند. نکته اینجاست که خاموش کردن آن باعث می گردد که بازی عملکرد اجرایی بهتری داشته باشد و در نتیجه برای افرادی که عملکرد اجرایی را به ظاهر بازی ترجیح می دهند یک گزینه بسیار خوب است.

دوباره به لومن باز می گردیم. نکته جالب اینجاست که در بسیاری از عناوین لومن به میزان ای که در دموهای اولیه خود را نشان می داد، معین نیست. برای مثال در ابتدای بازی لردز آو د فالن 2 بازی به شکلی اجرا می گردد که انگار لومن در آن وجود ندارد و نورپردازی به صورت غیرمستقیم در این بخش از بازی انجام می گردد. در ادامه شما متوجه خواهید شد که میزانی RTGI در بازی وجود دارد ولی باز هم به خوبی خود لومن نیست. یکی از موارد بسیار عجیب در بازی لردز آو د فالن 2 این است که شرکت سازنده تصمیم گرفته تا در بعضی منطقه ها نور اضافه به بازی بدهد. این باعث شده تا گیم پلی بازی در بعضی مواقع بهتر گردد ولی به طور کامل سیستم لومن مختل گردد. امکان دارد که این منطقه ها بدون در نظر گرفتن سیستم لومن طراحی شده باشند ولی مشکل اینجاست که به طور کامل با آن تداخل دارند.

نتیجه ماجرای لردز آو د فالن 2 این است که اگر یک بازی از سیستم لومن استفاده کند به این معنا نیست که در هر سطح و مرحله از بازی این سیستم وجود داشته باشد. در اصل استفاده از لومن به طور کامل به شرکت سازنده بستگی دارد و اینکه تیم سازنده تصمیم بگیرد از این سیستم در چه زمانی و چگونه استفاده کند تا به گیم پلی آسیب زیادی نزند.

عملکرد و تجربه کاربران با موتور بازی سازی آنریل انجین 5

به بحث عملکرد و تجربه کاربران با آنریل انجین 5 می رسیم. در ابتدا باید گفت که تمامی بازی هایی که با آنریل انجین 5 ساخته شده اند از لحاظ بصری نسبت به عناوین برپایه آنریل انجین 4 رجحان دارند. این موضوع هم کاملاً منطقی است. همینطور اینکه تمامی بازی های آنریل انجین 5 از سیستم های ارتقاء تصویر مثل DLSS و FSR استفاده می نمایند تا تجربه کاربر نیز بهتر گردد. در اصل وجود این سیستم ها به پیشرفت عملکرد بازی ها و این موتور انیمیشن سازی یاری نموده و حتی باعث می گردد استقبال بهتری از آنریل انجین 5 در پلتفرم های مختلف گردد.

با این حال موتور آنریل انجین 5 از لحاظ عملکردی احتیاج به بهبود زیادی دارد. برای این کار به بازی لردز آو د فالن و Jusant اشاره خواهیم کرد. در بازی لردز آو د فالن شما می توانید از سیستم های ارتقاء تصویر مختلف بهره ببرید. با این حال بازی به طور پیشفرض از سیستم ارتقاء تصویر TSR که متعلق به خود موتور است استفاده می نماید. نکته مثبت اینجاست که سیستم TSR قابلیت تنظیم دارد و این موضوع بسیار خوب است. حال اگر بخواهید بیشتر پیش بروید بازی Jusant با شما اجازه می دهد تا از سیستم های مختلفی برای ارتقاء و رندر تصاویر بهره ببرید. همینطور اینکه همه این سیستم ها قابلیت تنظیم دارند و حتی می توان رزولوشن ورودی را نیز به این موارد تغییر داد. با استفاده از این بازی و این سیستم ها می توان تفاوت میان سیستم های ارتقاء تصویر مختلف را مشاهده کرد.

یک سؤال اینجا پیش می آید. به طور کلی موتورهای آنریل انجین از لحاظ Shader Compilation مشکل داشتند. حال آیا این مشکل در آنریل انجین 5 هم وجود دارد؟ پاسخ این سوال هم بله است و هم خیر. تمامی بازی های عرضه شده بر پایه آنریل انجین 5 از بازی های آنریل انجین 4 بهتر با Shader Compilation برخورد می نمایند. به علت اینکه این عناوین از سیستم اتوماتیک Pre Compilation استفاده می نمایند که باعث می شوند که مسائل آنریل انجین 4 در این بازی های تازه وجود نداشته باشد. نکته اینجاست که این سیستم Shader را قبل از اینکه بازی به آن برسد آماده نموده و به سرعت به کاربر ارائه می دهد و باعث می گردد که دیگر مشکل اصلی آنریل انجین 4 در شماره 5 وجود نداشته باشد.

نکته اینجاست که این سیستم عملکرد خوبی دارد اما این عملکرد خوب همیشگی نیست. در اصل امکان دارد که شما همچنان مسائل Shader را در بازی های تازه مشاهده کنید. بازی های روبوکاپ، لردز آو د فالن و Desordre مسئله ای در زمینه Shader نداشتند. در اصل سیستم تازه به رجحانن نحو در این بازی ها عمل نموده و مشکل خاصی در آن ها وجود ندارد. همین موضوع باعث شده که این بازی ها از لحاظ بصری به طرز عجیبی زیبا باشند و هیچ مسئله ای از لحاظ Shader نداشته باشند. پس بهتر است بازی های آینده نیز از این سیستم استفاده نموده تا مشکل همیشگی آنریل انجین در بازی آن ها وجود نداشته باشد.

متأسفانه مشکل انتقال تصویر که تقریباً در تمامی بازی های آنریل انجین 4 وجود داشت، در این نسخه از آنریل انجین هم وجود دارد. این باعث می گردد که زمانبندی فریم ها چندان دقیق نبوده و با اجرای موارد مختلف ما با زمان های متفاوتی برای فریم ها روبرو باشیم. مشکل انتقال تصویر زمانی بسیار مشهود است که شما با تغییر دنیای بازی روبرو هستید. نکته جالب اینجاست که این مشکل به حجم بازی هم بستگی ندارد. به این معنا که بازی Jusant که تنها یک دمو بوده و 4 گیگابایت حجم دارد هم این مشکل را دارد. در نتیجه این مشکل چیز جدایی از مسائل Shader است و شرکت های سازنده باید کوشش نمایند تا راه رفع کردن آن را پیدا نمایند.

این مسائل تصویر روی گیم پلی بازی نیز اثر گذاشته و به علت اینکه به طور دائم تکرار می گردد، تجربه بازی را برای کاربران بد می نماید. تنها راه حل حال حاضر برای این مشکل استفاده از یک پردازنده قدرتمند یا رم سریع تر است که برای بسیاری از افراد این کار مقدور نیست. مثال این موضوع در بازی های لردز آو د فالن و فورت سالیس است. این دو بازی از لحاظ بصری به طرز عجیبی زیبا هستند ولی مشکل اینجاست که تجربه روانی را به کاربران ارائه نمی دهند.

یکی از دلایل مشکل تصویر در موتور بازی سازی آنریل انجین 5 این است که این موتور تنها از یک رشته برای رندر و پردازش تصاویر استفاده می نماید. این در صورتی است که پردازنده های امروزی همگی توانایی استفاده از چندین رشته را دارند و به راحتی می توانند کارهای سنگین را با چند پردازنده انجام دهند. طبق چیزی که گفتیم انتظار می رود که با به کارگیری از هسته ها و رشته های بیشتر، ما شاهد تجربه بهتر و روان تری باشیم.

این موضوع در بازی لردز آو د فالن صدق نمی نماید! بازی لردز آو د فالن در کوشش است تا از بیشتر هسته های پردازنده 12900K اینتل استفاده کند. در این پردازنده های اینتل این قابلیت وجود دارد که شما با روشن کردن قابلیت Hyper Thread تعداد رشته ها را بیشتر نموده و کارهای سنگین تری را پردازش کنید. در نتیجه تجربه بازی هم قاعدتاً باید بهتر باشد. نکته جالب اینجاست که با این کار نرخ فریم بازی حدود 10 درصد افت پیدا می نماید. این موضوع بسیار عجیب است. برای مثال بازی سایبرپانک به رجحانن نحو از قابلیت Hyper Thread استفاده نموده و نرخ فریم آن به طور معینی افزایش پیدا می نماید.

طبق چیزی که اخیراً شرکت اپیک منتشر نموده، این شرکت در حال کار کردن روی بهینه سازی این موتور است. همینطور اینکه نسخه تازه این موتور از سیستم های چند هسته ای و چند رشته ای نیز استفاده خواهد نمود تا مسائل تصویر هم تا حد خوبی رفع گردد.

کیفیت سطوح و سیستم Nanite

آخرین چیزی که در خصوص آن صحبت خواهیم کرد، کیفیت سطوح و سیستم ننایت است. ننایت یکی از ویژگی های مهم موتور آنریل انجین 5 بوده و این موتور از همان ابتدا با این قابلیت عرضه کرد. ایراد گرفتن از این سیستم کار راحتی نیست به علت اینکه عملکرد بسیار خوب و بهینه ای دارد. مخصوصاً اینکه برای اجرای بازی های مختلف روی حالت Ultra و کیفیت 4K تنها احتیاج به 8 گیگابایت رم گرافیکی داشته که به نوبه خود بسیار خوب است. تنها مشکل اینجاست که بعضی اوقات این سیستم اطلاعات کمی را به کارت گرافیکی منتقل می نماید که باعث می گردد فشار بیشتری به قسمت های دیگر کامپیوتر بیاید.

در بسیاری از بازی ها که آزمایش اجرا شده، بسیاری از سطوح به صورت ناگهانی در صفحه نمایش ظاهر شده اند. این موضوع لزوماً ارتباطی به کارت گرافیکی نداشته و حتی کارت گرافیک بسیار قدرتمند RTX 4090 نیز با آن مشکل دارد. مشکل اینجاست که سیستم ننایت به طور کامل از رم کارت گرافیکی استفاده نمی نماید و این موضوع محدودیت های زیادی برای عناوین مختلف ایجاد نموده است.

برای مثال بازی فورت سالیس مشکل زیادی در اجرا کردن سطوح مختلف دارد. به این شکل که بیشتر اوقات سطوح این بازی با تأخیر اجرا شده و کاربر باید کمی صبر کند تا موارد مختلف لود بشوند. از طرفی بازی لردز آو د فالن کمتر با این موضوع روبرو بوده و بیشتر در تغییرات زاویه دید و دوربین ما شاهد این مشکل هستیم. برای حل این مشکل سازندگان باید اجازه بدهند تا کاربران دسترسی بیشتری روی میزان رم گرافیکی در دسترس بازی داشته باشند. با این کار خود فرد می تواند تصمیم بگیرد که بازی در چه شرایطی اجرا گردد. همینطور اینکه کاربران می توانند از رم گرافیکی کمتری استفاده نمایند تا به دستگاه بیش از حد فشار نیاید.

جمع بندی

در یک دیدگاه کلی، تمامی بازی های ساخته شده بر اساس موتور آنریل انجین 5 زیبایی های مخصوص خود را داشتند و بعضی عملکرد بسیار خوبی داشتند. با استفاده درست از این موتور و طراحی هنری قدرتمند، کاربران می توانند با تجربه ای روبرو باشند که هرگز در دنیای گیمینگ وجود نداشته است. نکته مثبت هم اینجا بود که آنریل انجین 5 به کاربران اجازه می دهد تا از سیستم های ارتقاء تصویر مختلف برای بهبود عملکرد و کیفیت بازی خود استفاده نمایند.

با این حال این موتور بدون مشکل نیست. در بعضی شرایط امکان دارد که بازی از لحاظ گرافیکی با مسائل مختلفی روبرو باشد و بیشتر این مسائل در اجرای Shader و سطوح مختلف وجود داشته است. شرکت اپیک تمام کوشش خود را نموده تا موتور آنریل انجین 5 نسبت به شماره قبلی پیشرفت مشهودی داشته باشد. در نتیجه در این موتور ما شاهد بهبود از هر لحاظ نسبت به شماره قبلی هستیم. برای مثال اجرای Shader نسبت به قبل بهبود زیادی داشته است ولی همچنان مشکل داشته و شرکت سازنده باید تمرکز بیشتری روی آن داشته باشد.

مشکل اصلی دیگر این بود که بیشتر بازی های عرضه شده با موتور آنریل انجین 5 کنترل کمی به کاربران در زمینه گرافیکی می دهند. در نتیجه کاربران آزدی عمل کمی داشته و نمی توانند بازی را بر اساس عملکرد سیستم خود یا سلیقه خود تنظیم نمایند. مشکل دیگر این بود که بازی از سیستم لومن و نورپردازی نرم افزاری استفاده می کرد که با توجه به سخت افزار امروزی بهتر است این موضوع نیز رفع گردد.

در کل نکته اصلی اینجاست که موتور آنریل انجین 5 در جهت درستی در حال حرکت است. این موتور از لحاظ بصری پیشرفت بسیار زیادی نسبت به قبل داشته و حتی از لحاظ عملکردی نیز بهتر شده است. شرکت اپیک تمام کوشش خود را نموده تا گیمرها را به آرزوی خود که تجربه بازی های با گرافیک بالا و عملکرد خوب است، برساند.

منبع: Eurogamer