Η Fenris Creations κυκλοφορεί την τεχνική απόδοσης CORTAO ανοικτού κώδικα

Στις 12 Νοεμβρίου 2026, η Fenris Creations κυκλοφόρησε την CORTAO, μια τεχνική απόφραξης περιβάλλοντος φωτισμού στον χώρο της οθόνης (SSAO) ανοικτού κώδικα για παιχνίδια πραγματικού χρόνου. Τη δημιούργησε ο Daniel Isheden, ανώτερος μηχανικός απόδοσης, και είναι διαθέσιμη μέσω του πλαισίου μηχανής γραφικών Carbon, με υλοποίηση βελτιστοποιημένη και δοκιμασμένη στο MMO διαστημικής επιβίωσης EVE Frontier, το οποίο βρίσκεται υπό ανάπτυξη.

Το CORTAO είναι συντομογραφία του «Απόφραξη περιβάλλοντος φωτισμού με ιχνηλάτηση ακτίνων από κυκλικούς αποκλειστές». Η απόφραξη περιβάλλοντος φωτισμού προσθέτει διακριτές σκιές στα σημεία όπου η κοντινή γεωμετρία εμποδίζει το φως του περιβάλλοντος, προσδίδοντας στα αντικείμενα αίσθηση επαφής με το έδαφος και διευκολύνοντας την αντίληψη του σχήματος και των λεπτομερειών σύνθετων σκηνών. Η Fenris αναφέρει ότι η τεχνική βελτιώνει την ακρίβεια και τη σταθερότητα αυτού του εφέ, διατηρώντας χαμηλό το κόστος απόδοσης και περιορίζοντας τις σκοτεινές άλω και τις μεταβολές στη σκίαση καθώς κινείται η κάμερα.

Η τεχνική δεν χρειάζεται προϋπολογισμένα δεδομένα σκηνής, οπότε μπορεί να ανταποκρίνεται σε περιβάλλοντα που οι παίκτες κατασκευάζουν και αναδιαμορφώνουν διαρκώς. Η υλοποίησή της στο Carbon βελτιώθηκε με βάση τους ανοιχτούς χώρους, τις διαδικτυακές μάχες, τα μεγάλα τεχνητά κατασκευάσματα και τους κλειστούς εσωτερικούς χώρους του EVE Frontier. Το έργο ξεκίνησε ως ανεξάρτητη έρευνα του Isheden, προτού η Fenris διαθέσει το περιβάλλον παραγωγής που χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή και την ανάπτυξή του σε μεγάλη κλίμακα.

Ο Isheden περιέγραψε το οπτικό πρόβλημα που αποτέλεσε το κίνητρο της έρευνας. «Μικρά σφάλματα στη σκίαση μπορούν να κάνουν μια κατά τα άλλα πειστική σκηνή να μοιάζει λανθασμένη, ιδίως όταν γίνονται ορατά καθώς κινείται η κάμερα», είπε. Στόχος του ήταν να βελτιώσει την ακρίβεια εντός των διαθέσιμων προϋπολογισμών απόδοσης των παιχνιδιών.

Πώς δημιουργεί το CORTAO την απόφραξη περιβάλλοντος φωτισμού

Η τεχνική ανάλυση του EVE Frontier εξηγεί τη διαφορά από την SSAO που βασίζεται στον ορίζοντα. Το CORTAO δειγματοληπτεί πληροφορίες βάθους από την κοντινή περιοχή, απορρίπτει τα δείγματα που βρίσκονται έξω από τον δυνητικό όγκο απόφραξης και μετατρέπει τα υπόλοιπα σε κυκλικούς προσεγγιστικούς αποκλειστές, οι οποίοι αναπαριστούν τη γειτονική τρισδιάστατη περιοχή γύρω από ένα εικονοστοιχείο. Ένας προϋπολογισμένος πίνακας αναζήτησης υπολογίζει τις τομές των ακτίνων με αυτούς τους αποκλειστές, ενώ το ποσοστό των ακτίνων που δεν αποκλείονται καθορίζει το επίπεδο του περιβαλλοντικού φωτισμού.

Υποστηρίζει έως και 32 κατευθύνσεις ακτίνων και μπορεί να παράγει χρήσιμα αποτελέσματα με τέσσερα δείγματα βάθους ανά εικονοστοιχείο. Οι δύο αυτές ποσότητες εξυπηρετούν διαφορετικές λειτουργίες: τα δείγματα βάθους καθορίζουν πόσοι αποκλειστές δημιουργούνται, ενώ οι ακτίνες μετρούν την ορατότητα σε σχέση με αυτούς. Οι προγραμματιστές ρυθμίζουν κυρίως την απόδοση αλλάζοντας τον αριθμό των δειγμάτων βάθους.

Η υλοποίηση στη GPU περιλαμβάνει τρία περάσματα υπολογιστικών σκιαστών. Ένα προκαταρκτικό πέρασμα συμπιέζει τα δεδομένα γραμμικού βάθους και κανονικών διανυσμάτων σε buffer με επίπεδα mipmap, το κύριο πέρασμα ιχνηλατεί τις ακτίνες σε σχέση με τους δειγματοληπτημένους αποκλειστές και ένα προαιρετικό φίλτρο προετοιμάζει το αποτέλεσμα για χρονική εξομάλυνση ακμών ή για αλγορίθμους αναβάθμισης εικόνας με τεχνητή νοημοσύνη. Το CORTAO μπορεί επίσης να παράγει καμπυλωτά κανονικά διανύσματα, τα οποία περιγράφουν τη μέση μη αποκλεισμένη κατεύθυνση γύρω από ένα εικονοστοιχείο για συστήματα καθολικού φωτισμού. Δεν περιλαμβάνει από μόνο του λύση χρονικού φιλτραρίσματος.

Αποτελέσματα συγκριτικών δοκιμών της Fenris

Στις συγκριτικές δοκιμές της, η Fenris συνέκρινε το CORTAO με το GTAO, μια τεχνική SSAO που βασίζεται στον ορίζοντα. Σε μια αναδημιουργημένη σκηνή καφέ στο San Miguel, η εταιρεία ανέφερε ότι το CORTAO με τέσσερα δείγματα πέτυχε χαμηλότερο μέσο τετραγωνικό σφάλμα σε σχέση με μια αναφορά με ιχνηλάτηση ακτίνων από κάθε διαμόρφωση GTAO που δοκίμασε. Η δοκιμή της σε απλούστερη σκηνή, η οποία ευνοεί την απόδοση με βάση τον ορίζοντα, εμφάνισε 82% χαμηλότερο σφάλμα με ισοδύναμο χρόνο εκτέλεσης. Όταν οι τεχνικές ρυθμίστηκαν ώστε να έχουν ισοδύναμο σφάλμα σε εκείνη τη σκηνή, το CORTAO ήταν 249% ταχύτερο.

Στις δοκιμές της Fenris, τα μεγαλύτερα κέρδη καταγράφηκαν σε σκηνές με μεγάλη πολυπλοκότητα βάθους, ιδίως όταν χρησιμοποιήθηκε μεγαλύτερη ακτίνα αναζήτησης. Το CORTAO διατήρησε πιο σταθερό επίπεδο απόφραξης σε όλο το εύρος των αριθμών δειγμάτων που δοκιμάστηκαν και παρήγαγε πιο συντηρητική απόφραξη κοντά σε ασυνέχειες βάθους, με λιγότερες έντονες άλω και τεχνουργήματα που εξαρτώνται από την οπτική γωνία. Το συνολικό αποτέλεσμα διατηρήθηκε σε όλες τις αναλύσεις και στους κατασκευαστές GPU που δοκίμασε η εταιρεία.

Κόστος ενσωμάτωσης και κώδικας ανοικτού κώδικα

Το CORTAO έχει σχεδιαστεί για να αντικαθιστά το υπάρχον στάδιο SSAO μιας μηχανής γραφικών, χρησιμοποιώντας την ίδια κατηγορία εισόδων χώρου οθόνης και ελάχιστη συμμετοχή της CPU. Ο κύριος τεκμηριωμένος συμβιβασμός ως προς τη μνήμη είναι η απαίτηση για buffer γραμμικού βάθους 32 bit, ο οποίος αφήνει χώρο για την αποθήκευση πληροφοριών κανονικών διανυσμάτων δίπλα στα δεδομένα βάθους. Η Fenris εκτιμά ότι η μετάβαση από διαμόρφωση 16 bit προσθέτει περίπου 5,3 MB VRAM με δυνατότητα χρήσης μέσω aliasing στα 1080p, 9,3 MB στα 1440p και 21,1 MB στα 2160p.

Διατίθενται δύο υλοποιήσεις με άδεια MIT. Το αποθετήριο Carbon CORTAO παρέχει κεφαλίδες σκιαστών HLSL και αναφέρει υποστήριξη για DirectX 11 και DirectX 12, χρησιμοποιώντας μέγιστη ακτίνα στον χώρο της οθόνης για να καλύπτει τα ακραία εύρη βάθους του σύμπαντος του EVE. Το γενικό αποθετήριο αναφοράς του Isheden υποστηρίζει εγγενώς HLSL και GLSL και αναφέρει δοκιμές με DirectX 11, DirectX 12, OpenGL 4.3 ή νεότερη έκδοση και Vulkan 1.0 ή νεότερη έκδοση.

Η κυκλοφορία βασίζεται στην ανακοίνωση της Fenris, την 1η Ιουλίου 2026, ότι το Carbon είχε γίνει πλήρως ανοικτού κώδικα, καλύπτοντας περισσότερες από δύο δωδεκάδες ενότητες. Η κυκλοφορία περιλάμβανε την ενότητα γραφικών Trinity και την τεχνολογία προσομοίωσης φυσικής και εύρεσης διαδρομής Destiny, που αποτελούν και οι δύο μέρος του πλαισίου στο οποίο βασίζονται τα EVE Online και EVE Frontier.

Τα αποθετήρια ανοικτού κώδικα επιτρέπουν σε εξωτερικές ομάδες γραφικών να δοκιμάσουν αν τα αποτελέσματα της Fenris ισχύουν και στις δικές τους σκηνές. Η πρόσθετη VRAM και η ανάγκη για εξωτερικό χρονικό φιλτράρισμα είναι τα σαφέστερα τεκμηριωμένα κόστη ενσωμάτωσης, καθιστώντας τις δοκιμές σε ολοκληρωμένες ροές απόδοσης το επόμενο κριτήριο για την αξιολόγηση της χρησιμότητας του CORTAO πέρα από το EVE Frontier.