The Last of Us Part 2: Handgebaute Oldschool-Technik
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Die PC-Version von The Last of Us Part 2 Remastered ist die inhaltlich und technisch fortgeschrittenste Version des Spiels. Gegenüber der bereits stark verbesserten PS5-Version wurden einige weitere Tweaks und Features implementiert, darunter Support für moderne Upsampling-Verfahren sowie Frame Generation. Wir gehen im Folgenden auf einige davon ein. Als Basis dienen uns öffentliche Informationen, Nachfragen beim Entwickler sowie unsere Augen - wir haben TLOUP2 Remastered mehr als 20 Stunden erkundet.
Für The Last of Us Part 2 kommt ein Voxel-Frustum-Ansatz (auch "Froxel" genannt) zum Einsatz, ein dreidimensionales Voxelgerüst, welches im Sichtkegel der Kamera (Viewing Frustum) eingesetzt wird, um einen Scatter-Effekt, also eine Lichtstreuung durch das dreidimensionale Voxelgerüst realisieren zu können. The Last of Us Part I nutzte für den volumetrischen Nebel noch eine 2D-Texturbasis. Die Auflösung der volumetrischen Effekte wurde ebenfalls deutlich erhöht. Der volumetrische Nebel bindet obendrein mehrere dynamische Lichtquellen in die Berechnung mit ein, darunter neben der Primärlichtquelle (Sonne, Mond) außerdem die Taschenlampen der Figuren sowie die indirekte Beleuchtung, auf die Naughty Dog in The Last of Us Part 2 ein besonderes Augenmerk legte.
Neu in Part 2 sind außerdem die Partikeleffekte. Das komplette System wurde generalüberholt, um etwa mittels GPU Rain Spashes realistische Regentropfen darstellen zu können. Die Partikel sind in einzelne Systeme untergliedert, für Regen, Schnee, Laub, Explosionen und dynamische Bluteffekte kommen demnach unterschiedliche, kleine "Physik-Programme" zum Einsatz. Naughty Dog hat sich für Part 2 für diesen Ansatz entschieden, um eine höhere Flexibilität zu erhalten und zudem Leistung zu sparen, statt ein einzelnes großes, sperriges Physiksystem für alle Physikeffekte zu nutzen. Die einzelnen Physiksysteme können allerdings miteinander kommunizieren und Daten "teilen", können also Teile der Berechnung anderer Physiksysteme aufgreifen oder untereinander Interagieren.
Naughty Dog hat Wert darauf gelegt, diese Physik-Systeme zu möglichst großen Teilen von der GPU berechnen zu lassen. Im Grunde muss kaum mehr als die Kollision von der CPU geprüft werden, und selbst dabei kommen dem Prozessor spezifische Optimierungen zugute. So werden Objekte und Figuren bezüglich Kollision etwa lediglich als Stencil, also "Schablone", lediglich die Umrisse von Figuren und Objekten abgetastet, die in Form einer Textur gespeichert sind. Dazu wird diese Textur, der Depth-Buffer (Tiefenpuffer, eine 2D-Textur mit Tiefeninformationen) mit der Bewegung im Screen Space (via Motion Vectors, die bereits für das TAA genutzt werden) abgeglichen.
Doch nicht nur Partikel, sondern auch sogenannte Particle-Ribbons, "Partikelbänder" werden in The Last of Us Part 2 via neuem Partikelsystem berechent. Zu diesen zählen etwa Regen, der sich auf Oberflächen sammelt, oder das dynamische Blut, welches verletzte Charaktere ziert. Bei diesen wird nicht nur die Bewegung und Kollision verfolgt, sie werden auch in der Konnektivität geprüft. Anders formuliert: Wasser und Blut können in Rinnsalen ineinander "fließen", sich wie kleine Flüsse vereinen und zu größeren Partikel-Bändern zusammenschließen.
Damit diese Effekte nicht nur im Screen-Space genutzt werden können - sowohl Depth-Buffer als auch Motion Vectors nutzen diesen -, entsprechende Aussetzer etwa am Bildrand zeigen und zudem in den UV-Space transportiert (um etwa mit den dynamischen Blutrinnsalen Charaktermodelle zu "bekleiden") sowie "persistent" genutzt werden können, werden entsprechende Partikel in den ObjektID-Buffer geschrieben. Dabei handelt es sich um eine weitere Textur, in welcher die betreffenden Objekte/Meshes samt einer Object-ID hinterlegt werden können. Bei Bedarf können diese Daten mittels eines Look-Up-Tables "nachgeschlagen" und nach einer Rekonstruktion abermals verwendet werden. Dies vermeidet Screen-Space-Aussetzer sowie komplette Neukalkulationen. Zudem können so Texturkoordinaten erzeugt werden, um etwa Blut auf Charakteren oder Wasserrinnsale auf Objekten darzustellen. Die Partikeleffekte nutzen zudem Async Compute, um eine hohe Performance trotz sehr hoher Partikeldichte zu gewährleisten (bis zu 16.000 Partikel gleichzeitig und dies bereits bei der PS4-Version).
Obendrein wurde auch die Art und Weise, wie die Beleuchtung gestaltet wird, um den Spieler zu lenken, das Lighting Design geändert, um bestimmte Gefühle zu erzeugen. So orientierten sich die Entwickler etwa an der Studie "Intelligent Lighting for Game Environments" von Magy Seif El-Nasr, um mittels bestimmter Lichtfarben und Intensitäten beim Spieler Emotionen auszulösen (Beispiel: ein rotes pulsierendes Licht, um Gefahr zu suggerieren).
Wir haben bei Naughty Dog nachgehört und uns bezüglich direkter und indirekter Beleuchtung erkundigt. Tatsächlich kommt weder für die indirekte Beleuchtung noch Reflexionen Echtzeit-Raytracing zum Einsatz. Stattdessen wird eine Mischung aus Pre-Computed-Render-Techniken für die Globale Beleuchtung sowie Screen-Space-Ansätze genutzt. Für die Taschenlampe und deren indirektes Licht, welches auf umliegende Objekte abstrahlt, nutzt Naughty Dog etwa sogenannte Reflective Shadow Maps (RSM) - ein Paper mit den Grundzügen der Technik finden Sie hier. Bei diesem Ansatz dienen die bereits berechneten Shadow Maps als Basis für das indirekte Licht. Jeder so erfasste und im Screen-Space befindliche Schatten-Pixel wird als eine potenzielle, indirekte Lichtquelle behandelt.
Durch einen Abgleich mit dem Depth-Buffer sowie dem Aufgreifen der Shadow Maps und dem Screen-Space-Ansatz ist die Komplexität der Szene für diese Art der indirekten Beleuchtung via Taschenlampe unerheblich, ermöglicht mit zusätzlichen Optimierungen eine Anwendung in Echtzeit, ohne die Performance deutlich in Mitleidenschaft zu ziehen. Aufgrund der Perspektive (der Schein der Taschenlampe ist stets im Bild, deckt sich nahezu mit der Kameraperspektive) sind Screen-Space-Nebeneffekte obendrein kaum auffällig.
Für die Reflexionen kommen neben Screen-Space-Reflections ein Image-based-Lighting-Ansatz sowie Cube-Maps zum Einsatz. Für die jeweilige Umgebung wird die Szene auf die sechs Seiten eines "Texturwürfels" gerendert (die vier "Himmelsrichtungen" sowie oben und unten). Darauf kann der Inhalt auf beispielsweise eine Wasseroberfläche gelegt werden, um die Illusion einer Spiegelung zu erzeugen. Dank der häufig relativ kleinen, begrenzten Umgebungen in The Last of Us Part 2 sowie häufigen Wechseln der entsprechenden Inhalte der Cube Maps sind diese IBL-Spiegelungen zu weiten Teilen recht überzeugend.
Dabei ist der (vorberechnete) Inhalt der Cube-Map-Spiegelungen allerdings statisch, enthält also keine dynamischen Elemente wie etwa Figuren. Diese werden mit Screen-Space-Reflections substituiert oder - etwa bei Spiegeln oder anderen vertikalen Flächen, mit Planar Reflections dargestellt. Für Letztere werden Elemente der Szene komplett neu berechnet und auf eine Textur gerendert. Diese wird anschließend über die spiegelnde Fläche gelegt, sodass Sie etwa die Reflexion Ihrer Spielfigur in einem Badezimmerspiegel bewundern können. Dieser uralte Trick funktioniert nicht bei gekrümmten Oberflächen.
Obendrein hat Naughty Dog während der Entwicklung von The Last of Us Part 2 viele weitere Studien und Forschungsansätze verschiedenster Personen genutzt, etwa jene von Daniel Farrands und Andrew Murdock, um Horror zu vermitteln. Oder jene Forschungen von Tobias Årnell und Nikola Stojanovic zum Thema "Horror game design - what instills fear in the player?", welcher sich mit dem Phänomen auseinandersetzt, das dunkle Orte Furcht erzeugen und hell erleuchtete Umgebungen diese Furcht besänftigen. Dabei kann die Taschenlampe, welche die Finsternis erhellt, als ein Design-Werkzeug eingesetzt werden, das "trügerische Sicherheit" vermittelt - und dem Spieler von den Game-Designern "weggenommen" (oder zum Flackern gebracht) werden kann, um diesen urplötzlich abermals in Dunkelheit, in unerwartete Furcht zu tauchen. The Last of Us Part 2 bietet demnach nicht nur neue Techniken, diese werden außerdem zusammen mit einem ausgebauten Lighting Design genutzt, um besondere Atmosphäre zu schaffen, den Spieler subtil zu manipulieren, um Emotionen auszulösen.
Quelle: PCGH
Das LoD wurde für die PC-Version massiv erweitert - u. a. Gras ist bis in die Ferne sichtbar.
Die Verbesserungen für PS4 Pro sowie das Remaster für die PS5 (Pro) brachten zwar technische Fortschritte und bessere Grafik für die stärkeren Sony-Konsolen, doch im Grunde halten sich die Verbesserungen in Grenzen. Für die PS4 Pro kommt ein etwas erweitertes LoD sowie einige verfeinerte Schatten, eine etwas feinere Umgebungsverdeckung zum Einsatz. Das PS5-(Pro)-Remaster war im Grunde ein Showcase für Sonys Temporal-Upsampling PSSR und bot fluffigere Performance bei besserem Upsampling. Das PS5-Remaster bietet hauptsächlich feinere Auflösung sowie höhere Performance, wie dieser Trailer zeigt; auf dem PC gibt es FSR 3.1 sowie - eine RX 9000 vorausgesetzt - nun außerdem FSR 4, welches AMD in Kooperation mit Sony entwickelte. Was wir nicht verstehen, ist die deutliche Überschärfe bei alldem, selbst mit dem Wert "0" sind deutliche Artefakte (wie Umrandungen, sogenanntes Ringing) sichtbar. Vermutlich soll auf diese Weise der Eindruck noch besserer Texturen entstehen - noch ein alter Trick, welcher für unseren Geschmack jedoch hier übertrieben wird und mit einem Patch adressiert werden sollte. Bis dahin hilft nur Downsampling (OGSSAA). Doch genug zu Bild und Ton, kommen wir zur Leistung.
Bei mir ist es reproduzierbar immer nach der Kirche mit Bill hier nach diesen Zombies abgestürzt, bis ich SAM deaktiviert habe: https://images.pushsquare...
Geht zwar OT, aber hat das Problem evtl. sonst noch jemand mit AMD-Hardware?
krank geil
Edit:
Ich glaube der heutige Hotfix hat das Verhalten tatsächlich gefixt. Zusätzlich ist das Bild nicht mehr so schrecklich überschärft. Da wurde jetzt doch zügig reagiert.
Ich habe keinerlei technischen Probleme gehabt und zocken auf den TV mit FSR 3 in UHD. Die DF Kritik halte ich auch für überzogen...