※この記事はASCII.jpからの転載です（文中リンクはASCII.jpの記事に飛ぶことがあります）
「FidelityFX Ambient Occlusion」は立体感を増すために使う
ゲームのグラフィック表現において影の表現は目立つものではないが、雰囲気や立体感を向上させる上で欠か せない。FidelityFXでは、光線が届きにくい部分を自然に暗くするアンビエント・オクルージョン(AO)を実装するための「FidelityFX Ambient Occlusion」が用意されている。GPUOpenではもっと正確に「FidelityFX CACAO（Combined Adaptive Compute Ambient Occlusion）」と呼ばれているが、両者は同じものだ（用語を統一しきれていないのも、FidelityFXの欠点の一つでもある）。
NVIDIAはDXR（DirectX Raytracing）でアンビエント・オクルージョンを表現する方向に行なったが、AMDは計算コストが低くていい塩梅の表現ができることを選択したのだ。RTコアやRay Acceleratorのような専用ハードは必要とせずゲームに組み込める。
ただアンビエント・オクルージョンはどんな実装であっても“間違い探し”レベルの差になりやすい。ただFidelityFX CASに比べるとFidelityFX CACAOは採用しているゲームが圧倒的に少ない。ここでは「DiRT 5」で違いを検証してみよう。
「DiRT 5」におけるFidelityFX CACAOは、オフ/Low/Medium/High/Ultra Highの5段階設定となっている
「DiRT 5」でFidelityFX CACAOをオフにした状態
FidelityFX CACAOをUltra Highにすると、遠景の観客席や左手にあるゲートの屋根がやや暗くなる。ボディー下部の影も濃くなり、立体感が増す
左がFidelityFX CACAOオフ、右がUltra High設定。並べると違いは一目瞭然だ
別のシーンでも比較してみよう。こちらはFidelityFX CACAOオフ
FidelityFX CACAOのUltra High設定。左手のブロックにはタテにスリットが入っているが、アンビエント・オクルージョンを追加することで陰影が付き、立体感が増している
左がFidelityFX CACAOオフ、右がUltra High設定。明るい場所ではアンビエント・オクルージョンの効果が出にくいが、光線が入り込みにくいタイヤハウジングの中がより暗く表現されている
FidelityFX CACAOに関してもフレームレートへの影響を見てみよう。以下のグラフはDIRT 5を画質“Ultra High”、解像度フルHDに固定し、FidelityFX CACAOの設定を変えた場合（オフ/Medium/Ultra High）どの程度フレームレートが変わるのか調べてみた。DiRT 5のレイトレーシングはオフ（レイトレーシングの処理がボトルネックになるため）としている。ゲーム内ベンチマーク機能を利用して測定した。
「DiRT 5」1920×1080ドット時のフレームレート
FidelityFX CACAOはフレームレートにかなりのインパクトを与える。オフ→Mediumにするだけでも平均フレームレートが22％低下した。これはFidelityFX CACAOが重いというよりは、アンビエント・オクルージョンの処理自体が重いせいでもある。パッと見の立体感が不要なら、アンビエント・オクルージョンはオフにしても問題ないだろう。
HDRコンテンツの見栄えを補正する「FidelityFX LPM」
採用例は極めて少ないが「FidelityFX LPM」もゲームの設定内に登場するので紹介しておきたい。LPM（Luma Preserving Mapper）は、レンダリングの後処理（ポストプロセス）で組み込まれる映像のトーン調整に関する機能だ。特にHDRや広色域コンテンツをレンダリングする際に発生するトーンや色域の調整に関係する機能だ。
手っ取り早くGithubからダウンロードできるFidelityFX LPMのサンプルで効果を見てみよう。以下の画像はHDRではなく普通のSDRで出力されているのでやや効果が割り引かれているが、LPMの目指す表現は分かるようになっている。
アームライトの強い光が右手にあるカラーチャートと机の表面を強く照らしているため、明るい所が白飛びしてしまっている映像。これはトーンマッピングをまったくかけていない状態だが、カラーチャートの色が完全に飛んでいる
DirectX 11の機能を利用してトーンマッピングを付与すると、白飛びが抑えられカラーチャートの色味が見えるようになったが、アームライトより左側の輝度が失われてしまった
FidelityFX LPMでトーンマッピングを行なうと、右手のカラーチャートの色味がより分かるようになっただけでなく、左側の明るさもキープできるようになる。机にカラーチャートの色味が反映されるなど、表現力もアップしている
「Godfall」はFidelityFX LPMを実装した数少ないゲームのひとつ。設定はオンかオフの2択だ。HDR向けの機能だが、HDRディスプレーを持っていなくても利用できる
「Godfall」でFidelityFX LPMを使わない状態。中央上にある青白い光源から放たれた光が、周辺を照らしているというシーン
FidelityFX LPMをオンにした状態。石畳や周辺の草木により強く光源の色が反映されているが、暗部と明部のディテールは失われていない。画面上方（見えない）にある陽の光のハレーションも抑えられている
ではGodfallでFidelityFX LPMを使った場合のパフォーマンスへの影響も検証してみよう。画質は最高設定だが、レイトレーシングやFidelityFX CASは無効化している。ゲーム内ベンチマーク機能があるが実際のゲームよりも軽めの負荷なので、マップ“真紅の木立”を実際に移動した時のフレームレートを「CapFrameX」で計測した。
「Godfall」1920×1080ドット時のフレームレート
手動計測ゆえに若干の誤差もあるが、FidelityFX LPMを有効化しても平均フレームレートにほとんど影響はない。ただしフレームレートの落ち込みが若干大きくなるほで、ある程度パワーのあるGPUで使うべきだろう。
大本命の「FidelityFX Super Resolution」は……？
その他解説しきれていないFidelityFXも沢山あるが、ユーザーが実際に効果を確認しながら使う・使わないを決められる項目はない。まずはFidelityFX CAS（Image Sharpening含む）の効用をしっかり把握しておこう。効果はゲームの実装次第な面もあるが、Horizon Zero DawnやThe Mediumのようによりシャープで見やすい画面が得られる。
だがFidelityFXの大本命はFSRこと「FidelityFX Super Resolution」であることは間違いない。既に大原氏が詳細な解説（https://ascii.jp/elem/000/004/060/4060502/）をされているのでそちらを参照して頂きたいが、FidelityFX CASの発展型であり、NVIDIAのDLSSに似たようなことを専用ハードの介助無しに行なう（しかも、性能が良いとアピール）ため、PolarisやPascalといった旧世代GPUでも利用できるという夢のような技術である。既に大原氏が検証されているが、次回は筆者なりにFSRの実力を検証してみることにしたい。
旧世代RadeonやGeForceでも動作するというアップスケール技術「FidelityFX Super Resolution」に関しては、次回検証予定だ
©CAPCOM CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED.
Horizon Zero Dawn™ Complete Edition ©2020 Sony Interactive Entertainment Europe. Developed by Guerrilla. “Horizon Zero Dawn” is a trademark of Sony Interactive Entertainment Europe. All rights reserved.
©2019 Gearbox. Published and distributed by 2K. Gearbox and Borderlands, and the Gearbox Software and Borderlands logos, are registered trademarks, all used courtesy of Gearbox Software, LLC. 2K and the 2K logo are trademarks of Take-Two Interactive Software, Inc. All rights reserved. The “PS” Family logo and “PS4” are registered trademarks of Sony Interactive Entertainment Inc. Stadia, the S logo, and related marks and logos are trademarks of Google LLC. ©2019 Advanced Micro Devices, Inc. AMD, the AMD Arrow logo, Radeon, Ryzen and combinations thereof are trademarks of Advanced Micro Devices, Inc. Epic Games and the Epic Games Store logo are trademarks or registered trademarks of Epic Games, Inc. in the USA and elsewhere. All rights reserved.
CD PROJEKTR, CyberpunkR, Cyberpunk 2077R are registered trademarks of CD PROJEKT S.A c CD PROJEKT S.A. All rights reserved. All other copyrights and trademarks are the property of their respective owners.
“The Medium” and all logos, characters, names, and related indicia are ®, TM & © 2021 Bloober Team S.A. All Rights Reserved. “The Medium” game developed by Bloober Team S.A. Bloober Team is a registered trademark of Bloober Team S.A. (Inc.) in US and/or other countries. “The Medium” game published and distributed by Bloober Team S.A. All rights reserved. Uses the Unreal® Engine. Unreal® is a trademark or registered trademark of Epic Games, Inc. in the in US and/or other countries. Unreal® Engine, ©1998 – 2021, Epic Games, Inc. All rights reserved. All other copyrights and trademarks are the property of their respective owners. All rights reserved. Unless otherwise indicated, the completed “The Medium” game is the property of Bloober Team S.A. Reproduction, modification, storage in a retrieval system or retransmission, in any form or by any means, electronic, mechanical or otherwise, for any purpose, is strictly prohibited without prior written permission.
© 2020 The Codemasters Software Company Limited (“Codemasters”). All rights reserved. “Codemasters”®, “EGO”®, the Codemasters logo and “DiRT”® are registered trademarks owned by Codemasters. “DiRT 5”™ and “RaceNet”™ are trademarks of Codemasters. All rights reserved. Powered by Wwise © 2006 – 2020 Audiokinetic Inc. All rights reserved. Dolby and the double-D symbol are trademarks of Dolby Laboratories. DTS, DTS-HD, the Symbol, & DTS and the Symbol together are registered trademarks of DTS, Inc. All other copyrights or trademarks are the property of their respective owners and are being used under license. Developed by Codemasters.
