PSO Precaching

So will Epic das Problem der Ruckler der Unreal Engine angehen

Auch wenn Spiele auf Basis der Unreal Engine 5 aus technischer Sicht immer wieder ein Highlight sind, so kommt es hier auch immer wieder zu Problemen in Form der (Mikro)-Ruckler, die mal mehr und mal weniger häufig auftreten, aber immer wieder ein Störfaktor sind. Dem Problem ist man sich auch bei Epic bewusst und hat nun ein Blog-Post veröffentlicht.

Das Shader Stuttering tritt auf, wenn ein Spiel während das Spiel ausgeführt wird, neue Shader (Programme, die das Rendern von Grafiken steuern) kompiliert und lädt. Dies geschieht oft dann, wenn ein Spieler eine neue Umgebung betritt oder ein Objekt zum ersten Mal betrachtet. Da diese Shader erst in Echtzeit erstellt werden können, führt dies häufig zu spürbaren Rucklern.

Epic Games hat eine Technologie namens PSO Precaching (Pipeline State Object Precaching) eingeführt, die das Stuttering minimieren soll. Dies soll über mehrere Maßnahmen gelingen. So erfolgt eine automatische Erfassung der benötigten Shader. Dazu analysiert die Unreal Engine im Voraus, welche Shader in einer bestimmten Szene oder Umgebung benötigt werden. Diese Shader werden in einer Datenbank gespeichert, sodass sie nicht mehr zur Laufzeit kompiliert werden müssen.

Basierend auf den erfassten Daten kann die Engine bereits beim Laden eines Levels oder einer Szene alle benötigten Shader vorberechnen. Dadurch entfällt die Echtzeitkompilierung, die normalerweise für das Stuttering verantwortlich ist.

Auch das Thema KI oder besser maschinelles Lernen spielt eine Rolle. So setzt Epic Games Algorithmen ein, um die Abdeckung des Precaching-Systems kontinuierlich zu verbessern. Das Ziel ist es, möglichst alle notwendigen Shader vorab zu kompilieren, ohne (um Speicherverbrauch zu minimieren) unnötig viele zu speichern.

Aber es gibt auch noch einige Herausforderungen, denn nicht jeder Shader kann vorhergesagt werden, insbesondere bei Spielen mit stark dynamischen Inhalten. Auch wenn die Abdeckung des Precaching-Systems optimiert werden soll, kann das Vorladen vieler Shader den Speicherverbrauch deutlich erhöhen. Hinzu kommen Unterschiede in der Hardware bzw. der verwendeten Grafikkarte.

Epic Games will mit PSO Precaching eine sehr effektive Lösung für das Shader Stuttering gefunden haben. Allerdings gibt es noch einige Herausforderungen, die Epic Games nun angehen möchte. Beim PSO Precaching handelt es sich um eine experimentelle Instruktion in der Unreal Engine 5.2.

Die Kollegen von Digital Foundry haben sich bereits in zahlreichen Videos zum Thema Shader Stuttering geäußert und diese analysiert.