最新技術を取り入れ，ゲーム開発者の声に応えてきた「Unreal Engine 5」の歴史と注目の機能［GDC 2026］

Matt Oztalay氏（Principal Technical Artist，Developer Relations，Epic Games）

　ゲームエンジンを代表するものといえば，Epic Gamesの「Unreal Engine」（以下，UE）とUnity Technologiesの「Unity」が挙げられよう。ゲーム開発に詳しくない人でも，名前くらいは聞いたことがあるのではないか。

　本稿では，UEを扱ったセッション「Hitting 60 FPS in UE5 and Keeping It There」から，UEの現行版である「Unreal Engine 5」（以下，UE5）が，これまでどう進化してきたのか，その流れをまとめてみた。
　講演者のMatt Oztalay氏は，Epic GamesでUE5のエバンジェリスト的な活動もしている人物である。

Unreal Engine 5.0登場の衝撃

　2020年にPlayStation 5やXbox Series X|S，および同世代のPCゲーム開発を想定したUE5が登場してから，2026年で6年目となる。
　2020年の初公開当時は「すごそうだけど，なんか（処理が）重そうだよ」と言われたUE5も，今では，多くのゲームで採用されている。

　UE5自体の進化に加え，使用するゲーム開発者側の技術も向上したことで，60fpsで描画できるUE5ベースのゲームも出てきている。もちろん，「簡単に作れるようになった」とまでは言い難いが。
　家庭用ゲーム機で動作するタイトルで言えば，「Fortnite」や「鉄拳8」あたりがすぐ思い浮かぶ。
　ただし，そうした作品を数多く挙げられるわけではない。UE5の最新技術を積極的に活用すると，そのぶん処理負荷も高くなるのは，今でも変わっていない。

　Oztalay氏は，「我々は，『Valley of Nanite』という技術デモを発表して，マイクロポリゴン描画システムによる無段階な連続LODシステムの『Nanite』と，リアルタイム間接照明技術『Lumen』を公開した」と，UE5の発表時を振り返る。



　このデモには，確かに驚かされた。ゲーム業界は，無段階LODシステムの実現に何度も挑んでは壁にぶつかってきたからだ。
　しかし最近では，マイクロポリゴンベースの連続LODシステムが，他社の独自ゲームエンジンにも採用されるようになったほどだ。最も有名なのは，Ubisoft Entertainmentの「Anvil」エンジンで，その成果は「アサシン クリード シャドウズ」で披露された（関連記事）。

　「Valley of Nanite」は，あくまでも技術デモだったが，そのあとで公開された「Valley of the Ancients」になると，NaniteやLumenをゲーム風のプロジェクトで体験できた。これは，UE5の早期アクセス版とともに，サンプルとしてUE5ユーザーへ提供されたものだ。
　2021年末になると，映画「マトリックス レザレクションズ」の公開と連動したプロモーションの一環として，「The Matrix Awakens」「City Sample」といったゲーム風のデモが公開となる。これはPCだけではなく，Xbox Series Xなどでもプレイできたことで，さらなる話題を呼んだ。

開発者以外でも実機で体験できるデモとして登場した「The Matrix Awakens」と「City Sample」

　2022年には正式版のUE5.0がリリースされた。
　「UE5.0では，Nanite，Lumenに加えて，『Virtual Shadow Maps』『Temporal Super Resolution』といった機能も利用できるようになった。
　とくに，Matrixのデモで注目したいのは，『Mass Entity』（通称 Mass）と『State Tree』だ」と，Oztalay氏は振り返る。

　補足すると，Massは，数千〜数万のキャラクターやオブジェクトを，高効率に動かすための仕組みだ。The Matrix Awakensにおいては，群集シミュレーションや交通シミュレーションにMassを用いている。

　一方，State Treeは，Mass管理下の膨大な数のオブジェクトに対する行動制御，分かりやすく言えば，AI制御を高効率に行うための技術だ。

　概念的に言うなら，膨大な数のオブジェクト管理や，それを制御するAIシステムを，マルチスレッド対応CPUで並列処理しやすく，CPUキャッシュとの親和性も高いデータ駆動型の処理へと進化させたもの，というイメージである。
　ちなみに，競合であるUnityでも，この系統のアーキテクチャの導入を進めているという。

　そのうえでOztalay氏は，「2022年のUE5.0ではLyraも公開した。これは，UE5上でマルチプレイヤー型シューターを開発するための，標準的な実装例となるサンプルプロジェクトとして公開したものだ」と，UE5のリリース初年度についてまとめた。

Lyraのデモ。UE5の初年度は，技術面のアピールだけでなく，どんなゲームが作れるのかのサンプルを充実させてきた

動作安定化に注力したUE5.1

UE5.1での改良点

　一方で，次のマイナーアップデートであるUE5.1は，基本的にUE5.0のメンテナンスを行ったバージョンに相当し，大きな機能追加はなかった。
　そのうえで，ここまでに寄せられたUE5の弱点や，使い勝手に関する報告への対応が，UE5.1には盛り込まれたという。

　とくに開発者からは，Naniteの活用範囲の狭さについての意見が多かったようだ。UE5.0のNaniteは，基本的には地形にしか使えず，木などのオブジェクトに使うのが難しかったのだ。
　たとえば，Nanite側の制御する地形に樹木を組み合わせても，その樹木のワールドオフセット座標を扱えないので，葉を生やすことができなかった。
　こうした問題は，GDC 2021でゲーム開発スタジオ「The Coalition」のメンバーが行ったセッションでも指摘されている。


　そこで，Epic Gamesは，マイクロポリゴンに対するラスタライズ処理において，もともとCompute Shaderベースで作られたNanite専用ソフトウェアラスタライザの機能を強化した。
　名称を「Programmable Rasterization」（プログラマブルラスタライザ）に変えただけでなく，アルファテスト（Maskedマテリアル）やワールドオフセット座標にも対応できるようになっている。
　UE5.1における目玉機能は，プログラマブルラスタライザと言っても過言ではない。これにより，風で揺れる葉や木をNaniteで表現できるようになったのだ。

ゲームらしいゲームが出始めたUE5.2

Fortnite Chapter 4

　Oztalay氏は次に，UE5.2を取り上げた。「UE5.2は，Fortnite Chapter 4をUE5ベースへ移行したことが大きなトピックだった。また，実験的なプロシージャルコンテンツ生成（PCG）フレームワークを実現するサンプルプロジェクト『Electric Dreams』をリリースしたことも印象深い」（Oztalay氏）

PCGフレームワークを示したサンプルプロジェクトのElectric Dreams

　UE5では，バーチャルシャドウマップ（VSM）と呼ばれる新たな影生成技術を打ち出したことも，トピックのひとつだった。
　16384×16384テクセル（16Kテクスチャ）の巨大なテクスチャを用意して，これをシャドウマップとして扱う。ただし，128×128テクセルを1ブロックとして，それを128×128ブロック分用意したうえで，仮想メモリのように必要に応じて利用する仕組みを採用している。

　実際に，影生成が必要な部分を確定するには，各光源からの光がシーンのどこを照らすか（※シーンにまったく当たらない光源は除去）と，視点から見えるシーンはどこか（※見えないところは描画対象から排除）を判定する。そのうえ，各光源から遮蔽物までの距離，つまり深度値を書き込むVSMブロックを割り当てるのだ。
　実際の深度値の書き込みは，各光源ごとに行う。影かどうかの判定は，描画対象のピクセルに光が当たっているかで判定できる。この部分は，一般的なシャドウマップ技法と同じだ。

VSMの動作概念図。文字情報が多いので，クリックして拡大図で見てほしい

　VSMは，シャドウマップテクスチャの使い方にほとんど無駄がないうえ，光源や影生成対象物が動いていなければ，そのVSMブロックの再描画する必要もない。そのため，究極のシャドウマップ系影生成技法とも言われる。
　一方で，Nanite化していないオブジェクトにVSMを適用すると，描画性能の低下は避けられない。

UE5.2での改良点

　「我々は，Fortnite Chapter 4の開発を通じて，UE5では背景グラフィックスを，可能な限りNaniteにしたほうがいいと学んだ」（Oztalay氏）
　UE5.2では，遠景の非Naniteオブジェクトを，VSMの処理対象から外せる。遠景用の低解像度なVSMブロックは，ある程度大きなものでないと影として描かれないことが多いためだ。
　これはFortnite Chapter 4の描画性能向上に，大きく貢献したそうである。

PSOプリキャッシュに対応したUE5.3

UE5.3での改良点

　Oztalay氏によると，2023年に登場したUE5.3では，PSOプリキャッシュに対応したことが大きなポイントだったという

　DirectX 11の時代は，シェーダや描画設定（ブレンドステート）をGPU側で柔軟に組み合わせて描画できた。それがDirectX12の時代になると，CPUのオーバーヘッドを抑えるために，こうした要素をひとつの巨大なオブジェクトである「PSO」（Pipeline State Object）として，事前にコンパイルしておく必要が生じている。
　PSOをコンパイルしておかないと，ゲームプレイ中に，未知のPSOが必要になった途端，その場でコンパイルが始まって，処理が終わるまでゲームが瞬間的に停止するスタッター現象が発生するためだ。

　これを減らすために，UE5.3では，PSOの自動プリキャッシュを生成できるようになった。
　PSOプリキャッシュとは，ハードウェアに依存しない中間コード（DXILなど）と，どのPSOの組み合わせが必要になるかを示した膨大なリスト，あるいはレシピのようなものだ。

　もちろん，GPUドライバのアップデートやハードウェア構成の変更などがあれば，コンパイル済みのGPUネイティブなバイナリコード（Driver Shader Cache）は破棄されてしまう。そのためゲーマーが，ゲーム再起動時にネイティブコードへの再コンパイルで待たされることは避けられない。
　しかし，UE5.3のPSOプリキャッシュ機能は，無駄な機能ではない。これのおかげで，未知のオブジェクトが画面に出現した瞬間ではなく，ゲームの初回起動時やロード画面，あるいはバックグラウンドで，先回りしてコンパイルを済ませられるからだ。

CPUボトルネックを抑えたUE5.4

UE5.4での改良点

　2024年登場のUE5.4について，Oztalay氏は「モーションマッチング機能がホットトピックだったと思う」と述べる。
　数多くのアニメーションデータをセレクタテーブルに渡すだけで，UE5側が，どのアニメーションを使うべきか判断してくれるのだ。そのおかげで，アニメーションのブレンディングロジックを，大量に作る必要がなくなった。
　それに加えて，レンダリングスレッドの並列化（Renderer Parallelization）は，地味ではあるがコンピュータの計算資源の有効活用と，ボトルネック発生源の排除に役立ったとのことだ。

　マルチコアCPUが普及しても，有効活用されないCPUコアがあることを，UE5を使ったゲーム開発者たちは指摘していた。そこでUE5.4では，GPUを駆動する前段のプロセスを，徹底的にマルチスレッド化した。
　それを受けてUE5.4では，不要なオブジェクトをカリングするための探査や，膨大な描画コールをひとつにまとめ上げるインスタンスセットアップ，そして描画コマンドの生成といった処理を，CPUで並列処理できるように改良したそうだ。

　この改良が行われたのは，ちょうど家庭用ゲーム機向けに，大手ゲームパブリシャからUE5を採用したゲームが揃い始めた時期でもあった。
　UE5に対する要望が，グラフィックス周りではなくCPU周りに移ってきたのは，実際のゲーム開発での採用が増えたことの証ともいえよう。

新しいライティング手法「Megalight」を試験導入したUE5.5

UE5.5での改良点

　「UE5.5では，『Megalight』を試験的にリリースした。動的な光源を数千〜数万個を配置できる技術だ」（Oztalay氏）

　Deferred Renderingの普及によって，動的光源数の制限は，仕様上ほぼなくなって久しい。だが，光源が増えるほど，そのぶんライティングの演算負荷は増大する。VSMも同様で，光源の数が増えると，VSMの描画負荷は増大する。
　そこでMegalightsでは，シーン内に設置した膨大な数の動的光源を，階層構造で管理したうえで，対象となるピクセルに，最も影響が出そうな光源をまず絞り込むことから始めるのだ。
　絞り込みの手がかりとしては，3D空間上の視点から見た対象ピクセルの位置や，光源の輝度などを用いる。視点や光源から遠ければ影響は少ないとみなすわけだ。

　対象の光源を絞り込んだら，そのピクセルから光源方向にレイを飛ばす。このときに，GPUのハードウェアレイトレーシング機能を活用するのだ。
　レイがなにかに遮られたら，発射元のピクセルは影の中にあるといえる。逆に，そのレイが光源に到達したら，そこは光が当たっていると判断できる。

　つまりMegalightsとは，従来型のラスタライズによるレンダリングはG-Bufferの生成までにして，Deferred Renderingにおける直接光のライティングやシェーディングを，ハードウェアレイトレーシングで行うハイブリッドレンダリング技法なのだ。

Megalightsは新たなハイブリッドレンダリング技法として浸透するか？

Megalightsの仕組み。文字情報が多いので，クリックして拡大図で見てほしい

　当然ながら，Megalightsでは投げるレイが少ないので，本来ならノイズの多い描画となってしまう。そこで，UE5における定番の間接光ライティング技術「Lumen」で用いているデノイザと連携して，空間および時間方向のデノイズを行うことで補うわけだ。

Megalightsにおけるデノイズ（ノイズ除去）の仕組み

　UE5.5ではほかにも，PCGの新たなサンプルプロジェクト「Cassini Sample」もリリースされた。
　Cassini Sampleは，単純に美しいシーンを見せてゲーマーを驚かせるよりも，テクニカルアーティストやデザイナーが独自のPCGツールを構築するための教材としての側面が強かったと思う。

PCGサンプルとして紹介されたCassini Sample

UE5.6では，RTX 50シリーズ前提のNanite Foliageを導入

　「UE5.6は，CD PROJEKT REDが開発中の『The Witcher 4』に関連する技術デモ『The Witcher 4 ― Unreal Engine 5 Tech Demo』が有名だ。このデモは，単に見た目が美しいだけでなく，成熟したUE5の現在を象徴するデモである」（Oztalay氏）

UE5.5での改良点。ハードウェアレイトレーシングがデフォルトで有効になった

　これは，Naniteの弱点であった，葉のような透明要素入りテクスチャを適用したポリゴンを，大量に含む樹木や植物が密集しているシーンを，高速に描画できる点に見どころがある。この技術は，「Nanite Foliage」とも呼ばれているものだ。

　注目すべき点は，Nanite FoliageがNVIDIAのGeForce RTX 50シリーズに搭載された特殊機能を前提としたものという点だ。Epic GamesとNVIDIAの蜜月ぶりが結実したデモ，というイメージだ。

UE5.6は，事実上Nanite Foliageのデモでもあった

　もともとNVIDIAは，GeForce RTX 50シリーズに，「RTX Mega Geometry」と呼ばれる，レイトレーシング用の3Dシーン構造体「BVH」（Bounding Volume Hierarchy）の特別版を搭載していた。その実態は，通常のBVH構造にUE5のNanite構造を融合させたようなものだ。

　非常に大胆な仕様だが，DirectX Raytracingには採用されていない，標準化前の特殊機能なので「誰がいつ，どう使うんだよ」という声もあった。
　しかし蓋を開けてみれば，「我々が使うのだ」とばかりにEpic Gamesが現れたわけである。GeForce RTX 50シリーズの発表から数か月後のことだった。

　Naniteシステムでは，3Dモデル自体がLODパーツを階層構造として内包するような，独特のデータ構造を採用している。そうしたデータ構造に対して，直接ハードウェアレイトレーシングを行えるようにした機能が，RTX Mega Geometryなのだ。
　つまり，Epic GamesとNVIDIAによるコラボは，何年も前に決まっていたことなのだろう。

　Nanite Foliageのデモは，非常に複雑なシーンに対して，レイトレーシングやパストレーシング，そして無段階LODを同時に適用できることも示しているのだ。

UE5.7と将来のUE

　最後にOztalay氏は，2025年末公開の最新版UE5.7と，その先についても簡単に触れた。
　「UE5.7では，『Megaplants』を公開した。Nanite Foliageを実際に試せるようにしたプロジェクトだ。これは，Epic Games傘下のQuixelがリリースしている。
　そして，この先の「UE5.8」についても，我々は，いろいろと検討している。具体的なアイデアとして上がっているのは，Lumenに対する驚くべき機能拡張だ。楽しみに待っていてほしい」

UE5.7で実装されたMegaplantsのデモ

　例年どおりであれば，UE5.8が公開となるのは2026年末だろうか。楽しみに待ちたい。