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Analizamos lo que sabemos de Unreal Engine 5 y los gráficos de los juegos de nueva generación

Analizamos lo que sabemos de Unreal Engine 5 y los gráficos de los juegos de nueva generación

Por  /  17 de mayo de 2020       
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Pocos momentos hay en nuestro medio que más puedan ilusionar que una nueva generación, y no hay mejor combustible para dicha ilusión que una muestra de real de lo que nos espera en el futuro. El pasado miércoles este combustible fue la presentación de Unreal Engine 5, futuro motor de referencia de Epic, en el hardware de PS5. Hoy queremos repasar lo que se nos ha mostrado de él.

Poco a poco nos acercamos a la que será la nueva generación de consolas. Con cada paso hacia estos sistemas, se nos descubre qué nos tienen reservado tanto Sony como Microsoft en los años venideros, ya sea en forma de declaraciones, presentaciones o pequeñas filtraciones. Hace muy poco hemos tenido la oportunidad de observar una de las incógnitas que más carcomía a los jugadores con respecto a estos sistemas: cómo podrían verse los mundos creados para ellos; un vistazo que ha estado protagonizado por la geometría, la iluminación y la espectacularidad que no hemos podido ver en presentaciones anteriores relacionadas con las nuevas consolas.


Esto ha ocurrido en el marco del Summer Game Fest, y ha venido de la mano de la nueva versión del motor gráfico más prolífico de nuestro medio: Unreal Engine, que para su quinta gran versión ha querido presentarse usando el hardware de la futura consola de Sony y mostrarnos de qué serán capaces los desarrolladores en algún momento de la próxima generación. Quizá todavía falte un poco para ver estos videojuegos, los cálculos más optimistas incluso hablan de unos años todavía, pero siempre es ilusionante mirar hacia delante para ver hacia dónde nos lleva la tecnología a la hora de construir mundos fascinantes en los que sumergirse.


Hoy estamos aquí para hablar de Unreal Engine 5 y de lo que su demostración técnica "Lumen in the Nanite" puede decirnos de los gráficos de la next-gen.



Un objetivo claro en la visión de Epic



La entrada de Kim Libreri como jefe de tecnología fue un movimiento muy interesante para una empresa tan arraigada al mundo de los videojuegos como lo es Epic Games. Libreri tiene un trasfondo profesional claramente orientado hacia el sector cinematográfico; siendo su experiencia en el mismo la que le impulsó a formar parte del proyecto en torno a Unreal Engine, por la interactividad que caracteriza a nuestro medio.


Kim Libreri, CTO de Epic Games desde 2014.Kim Libreri, CTO de Epic Games desde 2014.

Con varios proyectos completos a sus espaldas y Unreal Engine 5 ya sobre la mesa Libreri nos deja la siguiente cita en una entrevista para GamesIndustry: "Los videojuegos llevan demasiado tiempo dependiente de entornos estáticos y eventos preestablecidos que hacen que todos [los entornos] parezcan precocinados". El objetivo principal tras la quinta gran iteración de Unreal Engine es, en palabras del propio Libreri, mantener el dinamismo propio de los videojuegos en entornos con calidad cinematográfica, para crear un entorno de trabajo común entre los sectores.


Conseguir esto no es una labor sencilla, pues no sólo estaríamos hablando de ofrecer las herramientas necesarias para realizar esta tarea, sino articular estas herramientas para que su aplicación sea sencilla y no disuasoria. La demo que han usado para la presentación de Unreal Engine 5 ha dado nombre a dos de estas herramientas; los dos principales pilares para soportar el peso de la visión de Epic Games: Lumen, un motor lumínico dinámico integrado en UE5, y Nanite, la herramienta de geometrización que dará vida a los elementos de UE5.


Una estatua para treinta y tres millones de triángulos

"No es un mapa de ruido, son los polígonos en escena"
"No es un mapa de ruido, son los polígonos en escena"

Uno de los momentos de más fuerza de la presentación ha sido al comienzo de la misma, cuando los anfitriones del vídeo han dejado entrever el poligonaje de una de las primeras escenas de la demo. Nanite es el nombre con el que se ha bautizado a la tecnología de "geometrización de micropolígonos" de Unreal Engine 5 y será la principal responsable de que las escenas creadas usando el motor consigan un nivel de detalle que, hasta ahora, no hemos podido admirar en tiempo real en un videojuego.


Normalmente, para trabajar en los modelos de un videojuego, los desarrolladores y artistas deben crear un primer asset de alta calidad, siempre acompañados de sus texturas y materiales correspondientes. Esta pieza, en ese estado crudo, es excesivamente pesada para usarse in-game, por lo que se recorta y reajusta hasta establecer los diferentes modelos que llegan al título final, así como los que se usan en diferentes circunstancias –recordamos nuestro texto sobre el Level-of-detail– según lo requerido en cada momento.


En Lumen in the Nanite la escena está renderizada a razón de un polígono por píxelEn Lumen in the Nanite todos los modelos que aparecen son de alta geometrización, exportados directamente desde sus herramientas según las declaraciones de Brian Karis, uno de los principales responsables técnicos del proyecto. A través de Nanite el motor trabaja directamente con estos modelos y les otorga la escala adecuada según la posición del jugador y su cámara; todo lo mostrado en pantalla durante la demostración está renderizado en tiempo real y es el motor modifica de forma dinámica el número de polígonos representados en pantalla para cada modelo. Desde Epic declaran que el motor trabaja a razón de un triángulo por píxel en pantalla con soltura; por lo que deberíamos suponer que estas herramientas escalan enormemente a través de la resolución.


Las implicaciones de esto son muy grandes; los desarrolladores no necesitarían trabajar en mapas normales o mallados de menor poligonaje, no tendrían la necesidad de reajustar texturas, o generar LOD y, en general, todo lo mostrado en pantalla sería más fiel con el trabajo inicial de los artistas y modeladores 3D. Por supuesto, el motor seguiría estando constreñido a las capacidades del hardware; pero podríamos decir que será fácil ver un aumento en la calidad y fidelidad de los escenarios, modelos y texturas en pantalla.



Para ilustrar el trabajo realizado tras la demostración de Unreal Engine 5, el equipo de Epic Games habla sobre cómo han empleado directamente los recursos de los chicos de Quixel Megascans; una filial de origen español que adquirieron recientemente y que se especializa en la elaboración de texturas y materiales de extrema calidad y realismo. La librería de Quixel está integrada en la cuarta versión de Unreal Engine, e incluso el motor permite trabajar con ellas para labores algo más "estáticas" que el videojuego moderno; con UE5 esa limitación, presumiblemente, desaparecería.


Iluminación global y dinámica sin trazado de rayos

El ya mencionado segundo gran pilar de la presentación de Unreal Engine 5 ha sido Lumen. Se trata de un sistema alternativo de iluminación dinámica en tiempo real, global y reactivo. La idea tras Lumen es que el motor sea capaz de renderizar los componentes especulares y difusos de la iluminación en tiempo real teniendo en cuenta la geometría del espacio, de forma que la luz en dicho espacio reaccione a la forma del mismo.


Lumen es una herramienta de iluminación sin trazado de rayos cuando todo parece girar en torno a ellaTras esta enrevesada explicación se esconde un objetivo simple, que no sencillo: proveer a los desarrolladores de una herramienta que, de forma automática, trabaje la iluminación de una escena sin necesidad de que deban elaborar mapas de luz específicos para el entorno. Lumen trabaja directamente con la geometría, presumiblemente, separando el espacio en diferentes estratos con distinto nivel de detalle de forma automática; de un modo parecido al que un título gestionaría el nivel de detalle de una escena. Esto no sólo ahorraría tiempo y recursos a la hora de crear una iluminación compleja, sino que, además, se trataría de un complemento más a la enorme caja de herramientas disponibles en la iluminación. Dicho esto, cabe destacar que Lumen no sería una solución completa. Hasta ahora Epic sólo ha hablado de iluminación, pero otros puntos de interés, como los reflejos, deberían ser tratados de otro modo. Sabemos que las nuevas consolas, así como la mayoría del hardware gráfico que verá la luz próximamente, estaría muy centrado en ofrecer soporte para el Raytracing; por lo que cabría esperar un uso conjunto de ambas técnicas. Aunque esto es pura futurología.


En cualquier caso, Lumen es un complemento más a la enorme lista de herramientas que usará Unreal Engine 5. En la propia demostración pueden observarse –y así se menciona en el vídeo de presentación– cómo se aplican otras herramientas, como Chaos para las físicas de destrucción, o el renderizado Ambisonic para los momentos con más peso sonoro.


Recogiendo los frutos del trabajo ya realizado


Los miembros de Digital Foundry tuvieron la oportunidad de hablar con el vicepresidente de ingeniería de Epic Games: Nick Penwarden. El ingeniero habló sobre cómo habían conseguido la fidelidad mostrada en pantalla, comentando las diversas técnicas empleadas. Para Lumen, destacó la importancia del sistema de "acumulación temporal" que ya se vio en UE4; un sistema que permite rescatar información de cuadros anteriores para agilizar la representación de información dinámica en pantalla. El uso de este recurso abre las puertas a Lumen y a otros efectos de postprocesado que, en el hardware actual, no serían viables en tiempo real.


Aunque hasta ahora hemos hablado del desarrollo del propio programa y de los avances derivados del equipo de Epic Games, esa es sólo la mitad de la ecuación. La otra mitad corresponde al hardware de la nueva generación de consolas, en esta demostración, encarnada en PlayStation 5; así como del hardware presente y futuro de PC.


Desde Epic alaban la implementación del SSD en las nuevas consolas, con especial hincapié en los resultados de PS5Desde Epic Games han comentado cómo ejecutar esta demostración ha sido posible en PlayStation 5 debido a sus avances tecnológicos con respecto a su predecesora, dejando también en buena posición el uso del almacenamiento integrado del sistema. La demo en cuestión se ejecutó a una resolución nativa QHD (1440p) dinámica y a unos 30 fps re-escalados a 4K. Unos números algo alejados de la promesa de 4K@60 fps que tenemos; pero debemos tener presente que se trata de una demo técnica, no un título real, y que se trata del primer acercamiento al hardware de próxima generación. Aún se desconoce cómo trabajan exactamente Lumen y Nanite, pero podemos estimar que ambas tecnologías tendrán una gran GPU-dependencia. Concretamente, lo que hemos visto de Nanite nos lleva a pensar en lo que escribimos hace un tiempo sobre el hardware de nueva generación, donde hablábamos de que uno de los saltos más grandes, en cuanto a apartado tecnológico se refiere, de la nueva generación sería el ancho de banda de las memorias. Un efecto inmediato del empleo de los SSD de forma "creativa" en cuanto a gestión de recursos e información se refiere.



La implementación híbrida


Todo lo que hemos visto de UE5 hasta ahora es impresionante. Sin embargo, tan sólo son nuevas herramientas para la ya enorme caja de utilidades que tenemos hoy. Tanto PlayStation 5 como Xbox Series X han presentado parte de las herramientas y novedades a las que los desarrolladores tendrán acceso -hace un tiempo hablábamos de DirectX 12 Ultimate, por poner un ejemplo– y otros grandes agentes del sector gráfico, como Nvidia, presentaron técnicas propias. Aunque lo mostrado de Unreal Engine 5 es impresionante, no estarán solos.


La propuesta de Epic Games seguirá en la misma línea que sus anteriores versiones. Se espera que Unreal Engine 5 se lance de forma oficial en verano de 2021 y que lo haga en todas las plataformas actuales y aquellas que verán la luz en el presente año. Eso incluye a los dispositivos móviles y a los sistemas Android y iOS, donde, obviamente, no esperamos ver muchas de las nuevas características que incluirá el motor de Epic.


Desde Xbox Game Studios están deseosos de empezar a sacar partido a UE5.Desde Xbox Game Studios están deseosos de empezar a sacar partido a UE5.

Sin embargo, para aquellas que sí que sean de carácter "cruzado" el motor proporcionará cierta escalabilidad de cara a que los desarrollos enfocados a estos dispositivos sigan funcionando de forma óptima. Tim Sweeney, actual CEO de Epic Games, ha afirmado que los desarrolladores podrán crear su contenido y representarlo en todos los dispositivos compatibles a diferentes niveles de detalle cómo han podido hacer hasta ahora. Todos estos cambios están claramente enfocados a que la transición de Unreal Engine 4 a Unreal Engine 5 sea lo menos intrusiva posible; el motor gráfico de Epic cuenta con una gran base de usuarios y separar a los mismos en varios estratos sería un error de cara a la ya nombrada visión de unión tras el proyecto.


También conocemos más información sobre la monetización del Unreal Engine 5. Hasta ahora, y desde el comienzo de su propuesta de uso libre, Unreal Engine sólo comenzaba a cobrar royalties a partir de los 3000 dólares mensuales de beneficio por título desarrollado con sus herramientas; actualmente han cambiado ligeramente este modelo por cobros de royalties a partir del millón bruto de beneficios. Según la empresa, estos cambios deberían beneficiar a los pequeños desarrolladores aún más que la anterior propuesta, todo con el objetivo de engrosar aún más su número de usuarios.



En cualquier caso, es muy probable que vemos más de esta herramienta conforme nos acerquemos al lanzamiento programado para julio de 2021, en todas las plataformas en las que actualmente es compatible Unreal Engine 4, con la adición de PlayStation 5 y Xbox Series X. Hasta entonces, tendremos que conformarnos con saber, poco a poco, algo más de lo que nos espera en el futuro de los videojuegos.


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