Fenris Creations julkaisee avoimen lähdekoodin CORTAO-renderöintitekniikan

Fenris Creations julkaisi 12. marraskuuta 2026 CORTAO:n, avoimen lähdekoodin näytönavaruuden ympäristöpeittotekniikan (SSAO) reaaliaikaisiin peleihin. Vanhempi renderöinti-insinööri Daniel Ishedenin kehittämä tekniikka on saatavilla Carbon-moottorikehyksen kautta. Sen toteutus on optimoitu ja testattu kehitteillä olevassa avaruuteen sijoittuvassa selviytymis-MMO:ssa EVE Frontierissa.

CORTAO on lyhenne sanoista Circular Occluder Ray-Traced Ambient Occlusion eli ympyränmuotoisiin peittäjiin perustuva säteenseurannalla laskettava ympäristöpeitto. Ympäristöpeitto lisää hienovaraista tummennusta kohtiin, joissa lähellä oleva geometria estää ympäristön valon pääsyn, mikä saa kohteet asettumaan luontevammin ympäristöönsä ja helpottaa monimutkaisten näkymien muodon ja yksityiskohtien hahmottamista. Fenrisin mukaan tekniikka parantaa tämän efektin tarkkuutta ja vakautta pitäen samalla renderöinnin kustannukset pieninä. Se vähentää tummia haloja ja varjostuksen muutoksia kameran liikkuessa.

Tekniikka ei tarvitse valmiiksi laskettua näkymädataa, joten se mukautuu ympäristöihin, joita pelaajat rakentavat ja muokkaavat jatkuvasti. Sen Carbon-toteutusta hiottiin EVE Frontierin avoimessa avaruudessa, verkkotaisteluissa, megastruktuureissa ja suljetuissa sisätiloissa. Hanke alkoi Ishedenin itsenäisenä tutkimustyönä, kunnes Fenris tarjosi tuotantoympäristön, jossa tekniikkaa voitiin testata ja kehittää laajamittaisesti.

Isheden kuvaili tutkimuksen taustalla olevaa visuaalista ongelmaa. ”Pienetkin virheet varjostuksessa voivat saada muuten uskottavan näkymän tuntumaan väärältä, varsinkin kun ne tulevat näkyviin kameran liikkuessa”, hän sanoi. Hänen tavoitteenaan oli parantaa tarkkuutta pelien käytettävissä olevien renderöintiresurssien rajoissa.

Näin CORTAO muodostaa ympäristöpeiton

EVE Frontierin teknisessä katsauksessa selitetään, miten CORTAO eroaa horisonttipohjaisesta SSAO:sta. CORTAO ottaa näytteitä lähellä olevasta syvyystiedosta, hylkää mahdollisen peittymisalueen ulkopuolelle jäävät näytteet ja muuntaa loput ympyränmuotoisiksi korvikkeiksi, jotka likimääräistävät pikselin ympärillä olevaa paikallista kolmiulotteista aluetta. Esilaskettu hakutaulukko arvioi säteiden ja näiden korvikkeiden leikkauspisteet, ja peittämättä jäävien säteiden osuus määrittää ympäristövalon tason.

Tekniikka tukee enintään 32 sädesuuntaa, ja se tuottaa käyttökelpoisia tuloksia jo neljällä syvyysnäytteellä pikseliä kohden. Näillä määrillä on eri tehtävät: syvyysnäytteet määrittävät muodostettavien peittäjien määrän, kun taas säteet mittaavat näkyvyyttä niitä vasten. Kehittäjät säätelevät suorituskykyä ensisijaisesti muuttamalla syvyysnäytteiden määrää.

Grafiikkasuoritintoteutuksessa on kolme laskentavarjostinvaihetta. Esivaihe pakkaa lineaarisen syvyystiedon ja normaalitiedon mipmap-tasot sisältävään puskuriin, päävaihe jäljittää näytteistettyjä peittäjiä vasten, ja valinnainen suodatin valmistelee tuloksen ajallista reunojenpehmennystä tai tekoälypohjaisia skaalaimia varten. CORTAO voi tuottaa myös taivutettuja normaaleja, jotka kuvaavat pikselin ympärillä keskimääräistä suuntaa, josta ei peity valoa, ja joita käytetään globaalia valaistusta hyödyntävissä järjestelmissä. Tekniikka ei itsessään sisällä ajallisen suodatuksen ratkaisua.

Fenrisin vertailutulokset

Fenris vertasi testeissään CORTAO:a GTAO:hon, joka on horisonttipohjainen SSAO-tekniikka. Uudelleen luodussa San Miguelin kahvilanäkymässä yritys raportoi, että neljää näytettä käyttäneen CORTAO:n keskimääräinen neliövirhe säteenseurannalla laskettuun vertailukuvaan nähden oli pienempi kuin kaikissa testatuissa GTAO-kokoonpanoissa. Yksinkertaisemmassa näkymässä tehdyssä testissä, joka suosii horisonttipohjaista renderöintiä, virhe oli samalla suoritusajalla 82 % pienempi. Kun tekniikat määritettiin tuottamaan kyseisessä näkymässä yhtä suuri virhe, CORTAO oli 249 % nopeampi.

Fenrisin testeissä suurimmat hyödyt saavutettiin näkymissä, joissa syvyyskompleksisuus oli suuri, etenkin suuremmalla hakusäteellä. CORTAO säilytti tasaisemman peittotason testatuilla näytemäärillä ja tuotti syvyyden epäjatkuvuuskohtien ympärillä konservatiivisemman peiton, jossa oli vähemmän voimakkaita haloja ja kuvakulmasta riippuvia artefakteja. Kokonaistulos säilyi samana kaikilla yrityksen testaamilla tarkkuuksilla ja grafiikkasuoritinvalmistajilla.

Integroinnin kustannukset ja avoin lähdekoodi

CORTAO on suunniteltu korvaamaan moottorin nykyinen SSAO-vaihe. Se käyttää samantyyppisiä näytönavaruuden syötteitä ja vaatii vain vähän suoritinresursseja. Keskeinen dokumentoitu kompromissi muistinkäytössä on 32-bittisen lineaarisen syvyyspuskurin tarve, joka jättää tilaa normaalitiedon tallentamiseen syvyystiedon rinnalle. Fenris arvioi, että siirtyminen 16-bittisestä kokoonpanosta lisää aliasoitavan videomuistin tarvetta noin 5,3 Mt 1080p-tarkkuudella, 9,3 Mt 1440p-tarkkuudella ja 21,1 Mt 2160p-tarkkuudella.

Saatavilla on kaksi MIT-lisensoitua toteutusta. Carbonin CORTAO-tietovarasto sisältää HLSL-varjostinotsakkeet ja DirectX 11- ja DirectX 12 -tuen. Se käyttää enimmäissäteenäytönavaruutta käsitelläkseen EVE-universumin poikkeuksellisen suuria syvyysalueita. Ishedenin yleinen vertailutietovarasto tukee natiivisti HLSL:ää ja GLSL:ää, ja sen ilmoitetaan olevan testattu DirectX 11:llä, DirectX 12:lla, OpenGL 4.3:lla tai uudemmalla versiolla sekä Vulkan 1.0:lla tai uudemmalla versiolla.

Julkaisu jatkaa Fenrisin 1. heinäkuuta 2026 tekemää ilmoitusta siitä, että Carbon oli muuttunut täysin avoimen lähdekoodin ohjelmistoksi. Julkaisu kattoi yli kaksi tusinaa moduulia, mukaan lukien Trinity-grafiikkamoduulin ja Destinyn fysiikkasimulaatio- ja reitinhakutekniikan. Molemmat ovat osa EVE Onlinen ja EVE Frontierin taustalla olevaa kehystä.

Avoimet tietovarastot antavat ulkopuolisille grafiikkatiimeille mahdollisuuden testata, pätevätkö Fenrisin tulokset myös niiden omissa näkymissä. Lisätty videomuistin tarve ja ulkoisen ajallisen suodatuksen vaatimus ovat selkeimmin dokumentoidut integrointikustannukset. Seuraavaksi CORTAO:n hyödyllisyyttä EVE Frontierin ulkopuolella voidaan arvioida testaamalla sitä kokonaisissa renderöintiputkissa.