Fenris Creations brengt open-source renderingtechniek CORTAO uit

Fenris Creations bracht op 12 november 2026 CORTAO uit, een open-sourcetechniek voor ambient occlusion in schermruimte (SSAO) voor realtimegames. De techniek is ontwikkeld door senior rendering engineer Daniel Isheden en is beschikbaar via het Carbon-engineframework. De implementatie is geoptimaliseerd en getest in EVE Frontier, een MMO-survivalgame in de ruimte die momenteel in ontwikkeling is.

CORTAO staat voor Circular Occluder Ray-Traced Ambient Occlusion. Ambient occlusion voegt subtiele schaduwen toe op plekken waar nabije geometrie het omgevingslicht tegenhoudt. Zo lijken objecten beter op hun plek te staan en zijn de vorm en details van complexe scènes beter te onderscheiden. Volgens Fenris verbetert de techniek de nauwkeurigheid en stabiliteit van dat effect, terwijl de renderkosten laag blijven. Ook vermindert hij donkere halo’s en verschuivingen in de schaduwwerking wanneer de camera beweegt.

De techniek heeft geen vooraf berekende scènegegevens nodig en kan daardoor inspelen op omgevingen die spelers voortdurend bouwen en aanpassen. De Carbon-implementatie is verfijnd aan de hand van de open ruimte, onlinegevechten, megastructuren en afgesloten interieurs in EVE Frontier. Het project begon als onafhankelijk onderzoek van Isheden, waarna Fenris de productieomgeving beschikbaar stelde om de techniek op grote schaal te testen en verder te ontwikkelen.

Isheden beschreef het visuele probleem dat aan het onderzoek ten grondslag lag. “Kleine fouten in de schaduwwerking kunnen een verder overtuigende scène verkeerd laten aanvoelen, vooral wanneer ze zichtbaar worden terwijl de camera beweegt”, zei hij. Zijn doel was om de nauwkeurigheid te verbeteren binnen de renderbudgetten die voor games beschikbaar zijn.

Hoe CORTAO ambient occlusion berekent

In de technische uitleg van EVE Frontier wordt het verschil met op de horizon gebaseerde SSAO toegelicht. CORTAO bemonstert nabijgelegen dieptegegevens, negeert monsters buiten het mogelijke occlusievolume en zet de overige om in cirkelvormige proxy-occluders die de lokale 3D-omgeving rond een pixel benaderen. Een vooraf berekende opzoektabel bepaalt waar stralen deze proxies doorsnijden. Het percentage stralen dat niet wordt geblokkeerd, bepaalt het niveau van het omgevingslicht.

De techniek ondersteunt maximaal 32 straalrichtingen en kan al bruikbare resultaten opleveren met vier dieptemonsters per pixel. Deze aantallen hebben verschillende functies: het aantal dieptemonsters bepaalt hoeveel occluders worden opgebouwd, terwijl de stralen meten hoeveel zicht er langs die occluders is. Ontwikkelaars schalen de prestaties vooral door het aantal dieptemonsters aan te passen.

De GPU-implementatie bestaat uit drie compute-shaderpasses. Een voorpass slaat lineaire diepte- en normaalgegevens op in een buffer met mipmaps, de hoofdpass traceert stralen tegen de bemonsterde occluders en een optioneel filter bereidt het resultaat voor op temporele antialiasing of AI-upscalers. CORTAO kan ook gebogen normalen uitvoeren. Die beschrijven de gemiddelde niet-geoccludeerde richting rond een pixel en zijn bedoeld voor systemen voor globale belichting. De techniek bevat zelf geen oplossing voor temporele filtering.

Benchmarkresultaten van Fenris

In de benchmarks vergeleek Fenris CORTAO met GTAO, een op de horizon gebaseerde SSAO-techniek. In een nagebouwde caféscène uit San Miguel meldde het bedrijf dat CORTAO met vier monsters een lagere gemiddelde kwadratische fout behaalde ten opzichte van een raytraced referentie dan elke GTAO-configuratie die het had getest. In een test met een eenvoudigere scène, die rendertechnieken op basis van de horizon bevoordeelt, was de fout bij een gelijke uitvoeringstijd 82% lager. Wanneer de technieken in die scène werden ingesteld op een gelijke fout, was CORTAO 249% sneller.

In de tests van Fenris waren de grootste verbeteringen zichtbaar in scènes met een hoge dieptecomplexiteit, vooral bij een grotere zoekradius. CORTAO handhaafde een constanter occlusieniveau bij de geteste aantallen monsters en zorgde voor conservatievere occlusie rond diepteonderbrekingen, met minder zware halo’s en beeldartefacten die van het gezichtspunt afhangen. Dit algemene resultaat bleef overeind bij alle resoluties en GPU-fabrikanten die het bedrijf testte.

Integratiekosten en open-sourcecode

CORTAO is ontworpen als vervanging voor de bestaande SSAO-fase van een engine. De techniek gebruikt dezelfde soort invoer in schermruimte en vereist minimale CPU-bemoeienis. De belangrijkste gedocumenteerde afweging op het gebied van geheugen is de vereiste lineaire dieptebuffer van 32 bits, waarin naast diepte ook normaalgegevens kunnen worden opgeslagen. Fenris schat dat de overstap van een 16-bits configuratie bij 1080p ongeveer 5,3 MB, bij 1440p 9,3 MB en bij 2160p 21,1 MB aan aliasbaar VRAM toevoegt.

Er zijn twee implementaties beschikbaar onder de MIT-licentie. De Carbon CORTAO-repository bevat HLSL-shaderheaders en vermeldt ondersteuning voor DirectX 11 en DirectX 12. Deze implementatie gebruikt een maximale straal in schermruimte om de extreme dieptebereiken van het EVE-universum aan te kunnen. De algemene referentierepository van Isheden ondersteunt HLSL en GLSL standaard en vermeldt tests met DirectX 11, DirectX 12, OpenGL 4.3 of hoger en Vulkan 1.0 of hoger.

Deze release bouwt voort op de aankondiging van Fenris van 1 juli 2026 dat Carbon volledig open source was geworden, met meer dan twee dozijn modules. De release omvatte de Trinity-grafische module en de Destiny-technologie voor natuurkundige simulaties en padvinding. Beide maken deel uit van het framework achter EVE Online en EVE Frontier.

Dankzij de open repositories kunnen externe grafische teams testen of de resultaten van Fenris ook in hun eigen scènes standhouden. Het extra VRAM-gebruik en de noodzaak van externe temporele filtering zijn de duidelijkst gedocumenteerde integratiekosten. Tests binnen volledige renderingpijplijnen vormen daarom de volgende graadmeter voor de bruikbaarheid van CORTAO buiten EVE Frontier.