10 år har gått sedan CD Projekt Red lanserade The Witcher 3: Wild Hunt och satte alla möjliga typer av rekord. Även om fantasy-rpg:s gjorts i otaliga varianter var det något alldeles speciellt med den djupa och dynamiska berättelsen, de adrenalinframkallande monsterfighterna, mötena med udda karaktärer (som stundom gick en på nerverna) och den drömmiga öppna världen man gärna gick vilse i i timmar. 

När CD Projekt Red 2022 gick ut med att uppföljaren var under utveckling var det därför många glada miner i gaming-communityn. När det faktiskt planeras släppas vet vi dock inte än. Förmodligen har de tagit lärdom av Cyberpunk 2077-soppan (det vill säga: att inte släppa ett halvfärdigt spel), så vår gissning är att det lär dröja minst två år innan det ambitiösa The Witcher 4 når butikshyllorna. Vad vi däremot vet är att det designas i Epic Games spelmotor Unreal Engine 5. 

På Unreal Fest Orlando inleddes State of Unreal-keynoten med en presentation som gav en tidig inblick i spelmotorns senaste funktioner genom en tech-demo av The Witcher 4. 

I demon får vi följa huvudpersonen Ciri på hästrygg genom berg och skogar, på marknad och (självklart) på monsterjakt. Längs vägen förklarar utvecklarna hur varje funktion av spelmotorn bidrar till spelets prestanda, visuella detaljrikedom och till att forma den levande öppna världen. Nedan tar vi en titt på några av höjdpunkterna från presentationen. 

Unreal Engine 5 används i spelutveckling för både PC, PlayStation och Xbox. De två senare har dock sina tekniska begränsningar, framför allt i form av taket på 60fps med ray tracing. Detta är förstås ett återkommande ämne i presentationen, då man i utvecklingen av spelmotorn hela tiden behöver sträva efter att pressa ur så hög prestanda som möjligt utan att gå över fps-budgeten eller försämra prestandan. I demon används Playstation 5 på 60fps med ray tracing.   

Presentationen
Presentationen gås igenom av Sebastian Kalemba, VP och game director på CD Project Red, Wyeth Johnson, senior director på Epic Games samt Kajetan Kapuściński, cinematic director på CD Project Red. 

Hästens fysik – Chaos Flesh
Då man tar sig runt i världen på häst har utvecklarna lagt mycket krut på hästens fysik för att göra ridelementet sömnlöst, naturtroget och kul. 

– För att uppnå det har vi infört rörelsematchning för flera karaktärer i Unreal. Det gör att Ciri och hennes häst Kelpy är perfekt synkroniserade från alla vinklar och hastigheter, och stödet för root motions gör Kelpy mer realistisk i styrningen.

Förbättringar av Unreals Chaos Flesh gör att hästens muskelrörelser under huden ser mer realistiska ut utan att kompromissa med prestandan. 

– Med Chaos Flesh introducerar vi procedurala muskelaktiveringar, vilket gör deformation och rörelser mer naturliga. Samtidigt behåller speldesigners full kontroll över simuleringar av vävnad och kan träna maskininlärningsmodeller i realtid.

När det kommer till själva animationen har de inte velat tumma på varken prestanda eller realism, varför de infört Molds character motion matching. Även det bidrar till den synkroniserade interaktionen mellan Ciri och Kelpy oavsett vinkel man närmar sig ifrån. 

– Vi har dessutom lagt till Motion matching i Sequencer, vilket gör det möjligt att bygga stitch tracks, alltså sömlösa övergångar från gameplay till cinematics. Och som ett extra lager introducerar vi nu fysikdriven sekundäranimation i Control Rig. I Kelpys rig används det till att driva både svansen och sadelpartiet, vilket skapar en mer levande och autentisk känsla.

Nanite foliage
En annan stor, bokstavligt talat, del av spelet är naturen som med sina täta skogar brer ut sig över den massiva spelvärlden – något Wyeth Johnson menar är svårt att få till och ofta leder till begränsningar för speldesigners. Som en lösning på det introducerar Epic Games Nanite Foliage. 

– För att kunna kombinera ett snyggt och tätt bladverk överallt som fortfarande var minneseffektivt och snabbt att rendera behövde vi komma med en ny idé. Istället för samma card approach som vi har använt de senaste 20 åren kan designers använda Nanite-baserat tillvägagångssätt för vegetation, där varje enskilt blad och tallbarr modelleras.

I presentationen visar han hur de täta sammanhängande trianglarna blir till kuber som på distans inte är större än en pixel – vilket är vyn spelaren får. De i sin tur samspelar med den dynamiska solen som kastar ljus och skuggor över omgivningen under dygnets timmar. 

För att få till skogens realistiska utseende används 3D-geometri för varje del av träden, precis som med allt annat i spelet. Men mängden detaljerad geometri blir förstås enorm, varför utvecklarna har fått tänka om kring hur träden byggs och visas.

– För att lösa det utvecklade vi Nanite assemblies – en teknik där samma små beståndsdelar används för att bygga alla granar i skogen. Genom att instansiera dem tusentals gånger fungerar de som byggblock, vilket gör att vi kan återskapa en rik och varierad skog på ett effektivt sätt. 

För att låta träden dansa med vinden används skeletal animation direkt på GPU:n. Detta är möjligt tack vare Nanite assemblies som kraftigt kan sänka både lagringsbehov, minnesanvändning och renderingskostnad. Men att visa upp en storskalig skog innebär en annan utmaning: att behålla både detaljnivå och prestanda oavsett avstånd. 

– På nära håll finns massor av detaljer, men längre bort blir triangelrepresentationen ineffektiv på grund av all överlappning. Därför har vi utvecklat en adaptiv visuell representation, som gör att skogen ser realistisk ut från varje vinkel och avstånd.

Senare i presentationen nämner Sebastian Kalemba även hur de jobbat för att få till realistiskt vatten som porlar sin väg genom skogen. 

– Vi har nu stöd för att baka in fluid surface-data i lättviktiga assets, som sedan kan spelas upp med till kostnad. Det innebär att du får vatten med hög detaljrikedom – utan den tunga prestandakostnaden från realtidsbaserad fluidsimulering.

NPC:s
Vad vore väl ett open world-spel utan sina NPC:s? 

En vanlig akilleshäl när det kommer till open world-spel är att skaparna designar en stor, spännande värld men glömmer att göra den interaktiv (senaste Saints Row anyone..?). I The Witcher 4 lägger man mycket jobb på att NPC:s ska kännas levande och reagera på sin omgivning, där en handling leder till en annan. I presentationen får man se Ciri gå på marknad i en fiskeby, där hon stannar till hos en fiskhandlare. 

– Här finns MetaHuman-verktyg, förbättrade Unreal Smart Objects, Chaos Cloth och mycket mer uppvisat. Allt det är för att göra skillnaden mellan Ciri och omgivningens NPC:er så liten som möjligt. För att eftersträva det krävs det mer än bara prestanda och bra grafik – det behövs autenticitet och NPC:s som reagerar på världen omkring dem. 

Vidare sätter han fokus på en pågående liten cirkus i mitten av marknaden. Till en början är det en snål skara åskådare, men Wyeth Johnson visar hur det kan se ut om man maxar upp publikantalet. 

– Här visas massor av optimeringar av många av Unreal-systemen, inklusive ett helt nytt Unreal Animation Framework, som gör det enkelt att hålla sig inom 60fps-budgeten – inte bara i rendering, utan även med utrymme kvar på game thread. Över 300 animerade skeletal mesh agents är igång samtidigt med sina aktiviteter. Hela poängen är att lämna svängrum för utvecklare att introducera sitt eget gameplay och system utan att Unreal står i vägen.