Unity for Newニンテンドー3DS Hiroki Omae@ Unity Technologies COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES Unity for Newニンテンドー3DS って何？ • Newニンテンドー3DS をサポートするUnity • Unity 5 ベース • Newニンテンドー3DS の開発ができる開発者は自由に利用可能 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES Newニンテンドー3DS • Newニンテンドー3DSのサポートを求める声は度々頂いていた • 他のハードとだいぶ違うので、実際に対応してみなさんにメリットがあるものが提供できるか慎重に調査研究を実施（８ヶ月くらい） • 市場のiOS/Androidのアプリをいくつか選んで移植可能性を検討したところ、8割以上のゲームはそのまま移植して動作するのでは、 と結論 • それならメリットがあるから、やろう！と判断 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES Newじゃないニンテンドー3DS は？ • アーキテクチャ的には近いので、技術的にはサポート 可能 • ただし、メモリ/CPUの両面から、Unityを使って開発するにはかなり制限がある • 市場のiOS/Androidのアプリで移植可能性を検討したところ、選んだタイトルのうちの3割くらいが可能性があった COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES リリースプラン • ２０１５年夏：任天堂に提出可能なベータ版を リリース / 一部クローズになる可能性あり COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES トピック • 行った調査研究と考え方の話 • Newニンテンドー3DS 向けにUnityでゲームを移植・開発した話 • 実機デモ COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES 調査研究 • モチベーション • Newニンテンドー3DSでUnityを使って、どのくらい みんなのゲームが動くのかが知りたい → 動くゲームが多いならやる価値あり COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES 調査研究 • 方法 • 市場で現在出ているUnity利用のゲームを調査 → アプリのメモリ使用量やCPU使用率などをチェック • ハードのパフォーマンスを比較検証 • ユニティ・ゲームス・ジャパンで扱っているゲームなど、実際に移植してみてデータを取る • その結果からかなり高精度で判断できるはず！ COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES ということで開発開始 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES IN THE BEGINNING… • • • • 画面にキューブを出すテクスチャを追加スクリプトのサポートを実装物理のサポートを実装 • …開発は続く… COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES サンプルプロジェクトで検証 • 大体一通りの機能を実装したので… • 2Dプラットフォーマーや 3Dシューターでまずは検証 • キー入力やオーディオなども テスト • そして実際のゲームの移植に入る（３タイトルくらいチャレンジ） COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES COPYRIGHT 2014 @ UNITY TECHNOLOGIES ねじ巻きナイト２ • Robot Invaderの傑作アクションゲーム • Wii U版をユニティ・ゲームス・ ジャパンで担当 • 製品リリースするつもりで Newニンテンドー3DSに移植開始 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES ＊画面は開発版です COPYRIGHT 2014 @ UNITY TECHNOLOGIES COPYRIGHT 2014 @ UNITY TECHNOLOGIES ＊画面は開発版です 3DSへのゲーム移植時の課題 • メモリ容量が他のプラットフォームより少なめ • シェーダの制限がある • 画面が２つ/立体視対応で３回描画 • AOTのみのサポート(iOSや他のコンソールも同様) COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES 最初にやったこと • オリジナルのゲームは Unity 4.3 ベース • Unity 5の自動アップデートで5.1にアップグレード • 問題なく動作！🙌 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES テクスチャの最適化と調整 • オリジナル版はRetina用に高解像度のテクスチャを使用＝ 3DSの解像度( 400 x 240 ドット ) では不要 • とりあえずすべてのテクスチャサイズを64x64まで下げる • 汚いけど動く • 画面の見た目の悪い部分のテクスチャサイズを上げて調整 • 最大 512x512まで上げる COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES スマートフォン版とのメモリ使用量比較 • ゲームによって削減率は違うが、テクスチャサイズを中心にリソースを小さくできるのでかなり削減される • 大体50~60%くらいのメモリ使用量に。大きく減るものは40%以下にも。 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES スマートフォン版とのメモリ使用量比較ナイト２ Block Legend 2D Space Platformer Shooter Android (Nexus 5) 260MB 95MB 102MB 62MB New Nintendo 3DS 92MB 69MB 42.4MB 37.83MB ねじ巻き COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES Unityでのスクリプト実行速度 Time to Generate 1024 x 1024 x 128 Mandelbrot Set (shorter is better) Android Nexus 5 (Mono) 2.33 iPad Mini Re=na (IL2CPP) 2.52 New Nintendo 3DS (IL2CPP) 2.76 4.51 iPad Mini Re=na (Mono) 4.98 Android Nexus 4 (Mono) 5.35 iPhone 5 (Mono) 0.00 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES 1.50 3.00 4.50 6.00 マンデルブロ集合での単純比較 • New Nintendo 3DSでのスクリプト実行性能(il2cpp) は、Nexus 5(mono)や iPad mini Retina(il2cpp) なみの性能を発揮。 • 現在のミドルレンジのスマートフォンを対象にしたゲームならまったく不足ないパフォーマンス COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES エンジンの最適化: 描画 & CPU • 任天堂さんにもいくつかアドバイスをいただきました • さらにUnityストックホルムオフィスに遠征 • Unityの中核デベロッパーの一人、Erik Hemmingと一緒に描画エンジン、ShaderLabの対応改善、最適化など COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES エンジンの最適化: Z-Buffer更新On/Off • Z-‐Bufferの必要ないゲーム(2D/2.5Dなゲーム)では、 更新をオフにできる設定を追加 • メモリ/GPUバンド幅に貢献 Z-Bufferが必要な描画 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES エンジンの最適化: Z-Buffer更新On/Off 2D Platformer での速度比較(fps) 130 112.2 104 98.1 78 52 2D Platformer 26 0 Z-‐Buﬀer ON COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES Z-‐Buﬀer OFF ねじ巻きナイト2: 2画面化 • もともとは１画面ゲームなので、 タッチ画面にUIなどを追加＊画面は開発版です COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES CPUパフォーマンス：ねじ巻きナイト２ • ３画面（上両眼+下画面）を描画しながら60fps維持 • CPU的にはインゲームでも58%空きの状態 • ねじ巻きナイト２はNexus 5でも40%のCPU稼働率なので、同じくらいのパフォーマンスが発揮できている COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES CPUパフォーマンス：ねじ巻きナイト２ 順位(処理時間) COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES 実行時間(％) 実行時間(％) exclusive 関数名種類 1 58.29 58.29 System Idle Thread 空き 5 20.82 0.03 RenderManager::RenderCameras 描画 15 6.96 0.02 il2cpp::vm::Runtime::Invoke スクリプトシェーダーの実装 • 3DSはプログラマブルな vertex shader を搭載 • ただし、プログラマブルなpixel shaderがない☹ COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES ピクセルシェーダー対応 • ShaderLabを使った一般的な解決方法をチャレンジ中 • ShaderLabから3DS用の固定ピクセルシェーダーにマップ • 結構大変なので最初のリリースでは別のやり方を採るかも • 最終的にはこの方法で解決したい COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES スクリプト • il2cpp のみ対応 • il2cpp=AOTなので、AndroidのようなJIT対応のプラットフォームから移植する場合はテンプレート+動的コード生成を使用するようなコードで移植に問題が出る（JSONライブラリなどでよくぶつかる問題） • iOSや他のコンソール等からの移植の場合は問題にならない • il2cppはやっぱり速い！（数学系のコードでは最大5x） • 今後他のコンソール機もil2cpp中心に → 移植の問題も減るものと期待 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES スクリプト対応: ねじ巻きナイト２ • ねじ巻きナイト２は、Android & iOS でリリース（Wii Uでも予定） • 今回はAndroid/iOSのプロジェクトデータからNew Nintendo 3DSに移植 • AndroidのビルドではJIT機能を使うコードあり、一部コードを変更 • 検索＆置換 #if (UNITY_IOS) → #if (UNITY_IOS || UNITY_N3DS) • iOSのGame Centre関連の参照を修正 • 動作！ COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES ねじ巻きナイト2: オーディオサポート • iOS/Androidではラインタイムでは Ogg Vorbis フォーマット • Unity for New Nintendo 3DSでは、エディタ上で ビルド時にNintendo 3DS用フォーマットに変換 • サウンドエフェクトは圧縮してメモリ内に置く • 音楽はストリーム再生に設定 COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES DEMO COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES エンジンの最適化: UI再描画の抑制(今後) • ゲームは毎フレーム再描画が必要 • UIは更新が必要ない場合あり→ 変更があるときのみ描画したい • 3DSはフレームバッファを再利用できる • UIの描画は時折重いので、不要な時は特定画面を描きなおさないオプションの追加を検討 • Screen.SetRedraw(false) • Screen.SetDirty() ＊画面は開発版です COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES エンジンの最適化: 2Dモードの改善 (今後) • 3Dボリュームはオフにできる • 3Dボリュームがオンの場合は３画面描画するが、オフの場合は2画面で済む • CPU、GPUともに空きができる • この空きをどう使うべき？(今後) • アンチエイリアス処理など • ゲーム側にどっちのモードで描画中かわかるようにする COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES まとめ • Newニンテンドー3DS をサポートするUnityをリリースします • ミッドレンジのスマートフォンをターゲットにするような ゲームならサポートは一考の価値あり • ２０１５年夏に任天堂に提出可能なベータ版をリリース準備中 • UGJが先行してタイトルをリリースすることでエンジンの完成度を高めます • Unityのブースでさわれるので是非触ってみてね！ COPYRIGHT 2015 @ UNITY TECHNOLOGIES