Fenris Creations、オープンソースのレンダリング技術「CORTAO」を公開

Fenris Creationsは2026年11月12日、リアルタイムゲーム向けのオープンソース画面空間アンビエントオクルージョン（SSAO）技術「CORTAO」を公開した。シニア・レンダリング・エンジニアのDaniel Ishedenが開発したこの技術は、Carbonエンジンのフレームワークを通じて利用できる。開発中の宇宙サバイバルMMO「EVE Frontier」で最適化とテストが行われた実装も提供されている。

CORTAOは「Circular Occluder Ray-Traced Ambient Occlusion」の略称だ。アンビエントオクルージョンは、近くのジオメトリが環境光を遮る部分にわずかな陰影を加える技術で、オブジェクトを地面にしっかりとなじませ、複雑なシーンの形状や細部を把握しやすくする。Fenrisによると、この技術はレンダリング負荷を低く抑えながら効果の精度と安定性を高め、カメラの移動に伴う濃いハローや陰影の変化を軽減する。

この技術は事前に焼き込んだシーンデータを必要としないため、プレイヤーが絶えず構築し、形を変える環境にも対応できる。Carbonへの実装は、「EVE Frontier」の広大な宇宙空間、オンライン戦闘、巨大建造物、閉鎖空間で調整された。このプロジェクトはIshedenの独立した研究として始まり、その後Fenrisが、大規模なテストと開発に用いる本番環境を提供した。

Ishedenは、この研究の背景にある視覚上の課題について説明した。「陰影のわずかな誤差でも、ほかの点では説得力のあるシーンに違和感を与えることがあります。特に、カメラの移動に伴ってその誤差が見えるようになる場合は顕著です」と彼は語った。目標は、ゲームで利用できるレンダリング予算の範囲内で精度を高めることだった。

CORTAOがアンビエントオクルージョンを生成する仕組み

EVE Frontierの技術解説では、地平線ベースのSSAOとの違いが説明されている。CORTAOは周辺の深度情報をサンプリングし、遮蔽が起きる可能性のある領域の外側にあるサンプルを除外する。残ったサンプルを円形の代理遮蔽物に変換し、ピクセル周辺の局所的な3D領域を近似する。事前計算済みのルックアップテーブルでこれらの代理遮蔽物とのレイ交差を評価し、遮られずに残ったレイの割合から環境光のレベルを決定する。

最大32方向のレイに対応し、ピクセルあたり4つの深度サンプルからでも有用な結果を生成できる。これらの数値は、それぞれ異なる処理を担う。深度サンプル数によって構築する遮蔽物の数が決まり、レイはそれらに対する可視性を測定する。開発者は主に深度サンプル数を変更してパフォーマンスを調整する。

GPU実装は3つのコンピュートシェーダーパスで構成される。前処理パスでは線形深度と法線データをミップマップ付きバッファーに格納し、メインパスではサンプリングした遮蔽物に対してレイをトレースする。さらに、オプションのフィルターを使って、テンポラルアンチエイリアシングやAIアップスケーラー向けに結果を整えることもできる。CORTAOはベント法線も出力できる。これは、グローバルイルミネーションシステム向けに、ピクセル周辺で遮られていない方向の平均を示すものだ。ただし、CORTAO自体にはテンポラルフィルタリング機能は含まれていない。

Fenrisのベンチマーク結果

Fenrisは、CORTAOと地平線ベースのSSAO技術であるGTAOを比較した。再現したSan Miguelのカフェシーンでは、同社の報告によると、4サンプルのCORTAOは、テストしたすべてのGTAO設定よりも、レイトレーシングによる参照結果に対する平均二乗誤差が小さかった。地平線ベースのレンダリングに有利な単純なシーンでのテストでは、実行時間が同等の場合、誤差が82%低かった。同シーンで誤差が同等になるよう各技術を設定した場合、CORTAOは249%高速だった。

Fenrisのテストでは、深度の複雑さが高いシーン、特に探索半径を大きくした場合に最も大きな改善が見られた。CORTAOは、テストしたサンプル数の範囲でより安定した遮蔽レベルを保ち、深度の不連続部分では、濃いハローや視点依存のアーティファクトを抑えながら、より控えめな遮蔽を生成した。同社がテストした解像度とGPUメーカーのいずれでも、全体的な結果は一貫していた。

導入コストとオープンソースコード

CORTAOは、同種の画面空間入力を使い、CPUへの依存を最小限に抑えて、エンジン既存のSSAO処理段階を置き換えるよう設計されている。文書で主なメモリ上のトレードオフとして挙げられているのは、必須となる32ビット線形深度バッファーだ。これにより、深度データと並べて法線情報を格納できる。Fenrisの推定では、16ビット構成から移行した場合、1080pで約5.3 MB、1440pで9.3 MB、2160pで21.1 MBのエイリアス可能なVRAMが追加で必要となる。

MITライセンスの実装が2種類公開されている。Carbon CORTAOリポジトリにはHLSLシェッダーヘッダーが含まれ、DirectX 11とDirectX 12に対応している。また、EVE宇宙の極端な深度範囲に対処するため、画面空間での最大半径を使用する。Ishedenの汎用リファレンスリポジトリはHLSLとGLSLをネイティブでサポートし、DirectX 11、DirectX 12、OpenGL 4.3以降、Vulkan 1.0以降でのテスト実績を記載している。

今回の公開は、2026年7月1日にFenrisが発表したCarbonの完全なオープンソース化に続くものだ。この公開では、2ダースを超えるモジュールが対象となった。リリースには、Trinityグラフィックスモジュールと、Destiny物理シミュレーション・経路探索技術が含まれていた。どちらも「EVE Online」と「EVE Frontier」を支えるフレームワークの一部だ。

リポジトリが公開されたことで、外部のグラフィックスチームは、Fenrisの成果が自社のシーンでも得られるかを検証できる。追加のVRAMと外部テンポラルフィルタリングの必要性が、文書で明示された導入コストの中でも特に大きい。今後、CORTAOが「EVE Frontier」以外でも有用かどうかを判断するには、完成したレンダリングパイプライン内でテストすることが重要となる。