Entity Culling — Minecraftで見えないオブジェクトの描画を最適化するMod

Entity Culling — Minecraftで見えないオブジェクトの描画を最適化するMod

Entity Cullingは、地形や建物に隠れているブロックエンティティやエンティティを描画対象から除外するMinecraft用のクライアントサイドModです。バニラのゲームでは、チェスト、ビーコン、Mobなどのオブジェクトが壁や遮蔽物によって完全に隠され、実際には画面に映らない場合でも、クライアントはその描画にリソースを消費します。このModは各オブジェクトの実際の可視性を判定し、視線が遮られている場合はその描画をスキップします。その結果、不要な描画呼び出しがなくなり、建築物が密集した場所ではGPUの負荷の一部が軽減されます。

隠れたオブジェクトのカリングの仕組み

このModの基盤となっているのは非同期のレイトレーシング(path-tracing)です。空いているCPUスレッドを利用し、メインのゲームスレッドと並行して、カメラから各オブジェクトへの直接の視線が存在するかどうかを計算します。計算はリアルタイムで行われ、メインスレッドをブロックしないため、移動中も可視性が絶えず更新されます。

バニラのカリングやSodiumでの判定はチャンク単位で行われます。つまり、オブジェクトが存在するチャンクがロードされていれば描画されます。ここではより精密なアプローチが採られており、実際の視線そのものが判定基準になります。可視チャンク内にあっても、山や拠点の壁、遮蔽物に隠れているオブジェクトはスキップされます。カリングの対象になるのは、ブロックエンティティ(チェスト、ビーコン、樽)と、Mobなどの通常のエンティティです。

Modを有効にした状態でのF3によるフレームレートのデモ

Modを無効にした状態でのF3によるフレームレートのデモ

効果が顕著に表れる場面

効果の大きさは、シーン内でカメラから隠れているオブジェクトの数に左右されます。最も効果が大きいのは、大規模な拠点、何百ものチェストがある倉庫、地下施設、そして描画距離内に多くのブロックエンティティやMobが壁の裏に存在する、建築が密集したサーバーです。建築物のない開けた平原では、隠すものがほとんどないため効果は最小限です。

エンティティのTick(処理周期)の最適化

描画とは別に、このModは現在見えていないエンティティのTick処理を制限できます。エンティティが隠れている間、クライアントは必要最小限の更新のみを行い、見えない大量のMobによる負荷が軽減されます。この切り替えは設定内で有効化でき、デフォルトで有効になっています。

この最適化はクライアント側にのみ関係します。サーバー側のシミュレーションには影響しません。Mobは通常どおり出現・移動し、アイテムをドロップし、農場も変わらず機能します。

まとめ

Entity Cullingは、プレイヤーが実際には見ていないオブジェクトの描画と処理の一部を、可視性の計算を別のCPUスレッドに移すことで軽減します。可視チャンクを基準とするSodiumの組み込みエンティティカリングとは異なり、ここでは実際の視線そのものが考慮されるため、より多くの隠れたオブジェクトがスキップされます。主な制限としては、一部のModのブロックエンティティやクライアントサイドのエフェクトが、手動でカリング対象から除外するまで消えたりちらついたりする場合があることです。大規模建築を行うサバイバルプレイヤーや、テクニカルビルド、そして常に多くの隠れたオブジェクトが視界に入る重量級のModパックの利用者が、このModから最も恩恵を受けます。