ハイエンドゲームのiPhone 15 Proへの展開

ハイエンドゲームのiPhone 15 Proへの展開

A17 Proのパワーを活用して、ゲームをiPhone 15 ProおよびiPhone 15 Pro Maxで最大限に楽しめるようにする方法を紹介します。ベストプラクティスとテクニカルなリソースを紹介するとともに、ゲームのパフォーマンス、入力、アセット管理を最適化する方法を確認しましょう。

リソース
- Download the game porting toolkit
- - HDビデオ
  - SDビデオ
関連ビデオ

WWDC23
Tech Talks
- Metal Performance HUDについて
WWDC22
- Background Assetsについて
- MetalFX Upscalingでパフォーマンスを向上させる
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こんにちは Jason Janeです Appleでエンジニアリングマネージャーをしています本日は高負荷のゲームを iPhoneに展開する方法をお話します
以前高負荷のパソコンゲームやコンソールゲームを Appleシリコン搭載のMacのスケーラブルな統合プラットフォームに簡単に展開するための新しいツールとベストプラクティスについての 3つの解説を公開しました
その中で Macの高度なグラフィックスや素晴らしいパフォーマンス臨場感あふれるオーディオ見事なディスプレイ機能豊富なソフトウェアを活用した圧倒的なゲーム体験を提供するために必要なものがすべて揃っていることを説明しました
今回最新のiPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxが Appleシリコン搭載のMacモデルとなりこの統合プラットフォームを活用して一段上のレベルのゲームを構築できるようになりました
こうした新しいiPhoneではiOSのあらゆるゲームとアプリを実行できます
また非常にハイエンドなゲームも高いパフォーマンスでプレイできるようになりましたポケットサイズながらゲーム機のパワーを備えています iPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxには高速なCPUとGPU パソコンやコンソール向けテクスチャのハードウェアサポート追加のシステムリソースが含まれており Macと同様にこれらのiPhoneを簡単にターゲットにできます
ここからはゲームをiPhoneに展開するために追加された機能とツールについて説明します
まずはゲームのポーティング計画を作るためのツールと戦略を説明します次に iPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxをターゲットにする方法を説明します
さらに長時間のプレイセッションを最適化する方法コントローラを中心に設計されたゲームで最高の体験を構築する方法最後にゲーム内で大規模な高品質アセットを処理する方法を説明します
ではゲーム計画の作成を考えましょうどのようなポーティングプロセスにしてゲームをiPhoneに展開する際には段階的な手順をどのように進め自分やチームが迅速に実行できる反復手法を作成すればよいでしょうか
Kojima Productionsが画期的なゲームDeath StrandingをまずAppleシリコン搭載のMacに展開してから iPhoneへのポーティング作業を開始したのは自然なことです同社は Macへのポーティングから始めることで Appleシリコン搭載の MacとiPhoneに共通するソフトウェアAPI 統合されたメモリアーキテクチャハードウェアとGPUの高度な機能をターゲットにしました
作業の初期段階では XcodeとInstrumentsを使用して Mac上で迅速に反復処理を行うことができました
強力なデスクトップMacの豊富なメモリとリソースを活用しましたデバッグとテストのスキャフォールドのために追加のストレージとメモリがあれば開発時に非常に有用ですデベロッパは簡単に作業を開始でき自分の席からそのままコマンドラインの自動化やキーボードマウスコントローラの入力を使用してテストを実施できました
Mac上で実行できたら Appleシリコンの統合アーキテクチャと iPhone 15 Proや iPhone 15 Pro Maxのリソースと機能を通じて MacからiPhoneへは簡単にポーティングできますわずか数日でゲームが動きましたこのようなスケーリングを実現する同等の一貫性と機能を備えたプラットフォームは他にありません
携帯型のiPhoneやiPadから Mac MiniやiMacにそして非常に強力なデスクトップである Mac StudioやMac Proに自然にスケーリングできるのが Appleシリコンの素晴らしいところです
iPhoneへの対応中に Macへのポーティングを開始するにはゲームポーティングツールキットの使用もお勧めしますこのツールキットによりパソコンゲームのグラフィックスやシェーダが Appleシリコン上でどのように動作するかを初期に把握できます変更を加えていない Windowsパソコンゲームを Mac上ですぐに試すことができます
ソースコードを再コンパイルする前に HLSLからのカスタムシェーダの変換グラフィックサブシステムの再実装オーディオ入力ディスプレイ HDRレンダリングの使用の変換を行いますこうした作業を行ってから Mac上で実行して最初のシーンを確認したり iPhone用のデバッグと最適化に着手するのではなく
未変更のWindowsバイナリを Mac上で実行し分析するとよいでしょう Appleシリコン上でのゲームの動作をプロファイリングして理解しゲームの計画を作るのに役立ちますポーティング作業の開始については「Macへのゲーム展開」シリーズのパート1で詳しく説明しています
iPhone 15 Proの一段上のレベルの性能やパフォーマンス機能がゲームに必要な場合はこれらのデバイスを最小仕様として直接ターゲットにできます
当社はiOS 17とApp Storeに iPhoneパフォーマンスゲーム層を定義していますこれはアプリの info plistファイルで UIRequiredDeviceCapabilitiesセクションに追加するフラグです
このフラグを追加することで最小仕様を指定します少なくともこの機能を備えるデバイスを所有する顧客のみがアプリを購入インストールレビューできます
この最小仕様を設定するには Xcodeを使用してinfo plistの required device capabilitiesセクションにエントリを追加します
この最小仕様の機能を設定するには最小展開ターゲットとしてiOS 17もターゲットにします
これを行うとサポートされているデバイスを所有する顧客のみがゲームを購入してインストールできるように App Storeに登録されます iPhone 13 Proを所有する顧客にはこのように表示されます
ゲームの品質とパフォーマンスを iOS 17が動作するすべてのiPhoneに動的に拡張させるには iPhone 15 Pro向けにゲームを強化する方法も検討する必要があります
パソコンやコンソールのゲームではスケーリングは珍しくありません対応可能な最大限の市場をターゲットとするのに優れた方法です
ハードウェアアクセラレーションによるメッシュシェーディングやレイトレーシングをオプションで利用するには Apple 9 GPUファミリーをクエリして Apple A17 Pro GPU搭載デバイスの使用を確認してください
次に iPhoneで長時間実行されるゲームセッションで一貫性のある高品質パフォーマンスを実現するための最適化について説明します
パフォーマンスの視覚化新しいパフォーマンスプロファイルシェーダを最適化する手法 iPhoneでのMetalFXの使用について説明します
Metal Performance HUDを使用するとパフォーマンスをリアルタイムで簡単に視覚化できます Metal Performance HUDをテスト中に日常的に有効にしていればフレームの欠落やメモリリークをすぐに発見できます HUDでは使用しているGPUと解像度瞬間フレームレート表示間隔概算GPU時間が確認できますこれらの統計値の最大と最小がハイライトされメモリ使用量が示され直近の数秒間のデータを表すグラフが表示されます「Metal Performance HUDについて」で詳細をご確認ください
iPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxには Sustained Executionモードと呼ばれる新しいシステムパフォーマンスプロファイルが導入されますデフォルトのシステムパフォーマンスプロファイルは 3つの時間領域で最適なパフォーマンスを提供することを目的としていますバースト的な短いワークロードでは最大限のパフォーマンスを顧客セッションの大部分では一定したパフォーマンスを長時間のワークロードではデバイスの制約を考慮して安定した状態を提供しますこのためゲームの調整方法を決定する必要があります初期パフォーマンスを調整したり時間の経過とともにゲームのパフォーマンスを変更したり開発中に時間をかけてパフォーマンスを安定させそれに応じて再調整したりできます
この労力を軽減し一貫したエクスペリエンスを提供するために当社はiPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxに Sustained Executionモードを導入します
この新しいプロファイルを選択するとアプリの起動直後から安定した状態のパフォーマンスを実現できますこれによりターゲットデバイスに適したレベルの品質とパフォーマンスをすばやく特定し各プレイヤーに対してまったく同じ一貫性ある品質を確実に提供できます
ゲームの動作中に Sustained Executionモードを有効にするにはエンタイトルメントをアプリに追加します Xcodeに移動して「Signing and Capabilities」ツールで「Sustained Execution」機能を追加しますアプリのプロビジョニングプロファイルでもこのエンタイトルメントをプロビジョニングする必要がありますこれはApple Developerアカウントのプロファイルセクションで行います
Metalはもう1つの重要なパフォーマンス技術であるシェーダのプリコンパイルをサポートしていますモバイルデバイスでは通常ソースからシェーダをデバイス上にコンパイルするのは電力効率が悪いため避けるべきです実行時のデバイス上コンパイルは予期しない問題を起こす可能性もありますパソコンやコンソールのゲームをポーティングする場合プリコンパイルの重要性は増しますシェーダがより多いことが考えられできる限り迅速に準備する必要があるからです
Metalシェーダコンバータと Metalコンパイラによる事前コンパイルを常に使用してアプリのビルド時に metal libを生成しバンドルにパッケージ化します
場合により metal-ttを使用して Metal GPUファミリー9用のコードを生成し metal libを使用して GPUバイナリまで仕上げることもできます詳細については「Macへのゲーム展開パート2：シェーダのコンパイル」をご覧くださいゲームをMacにポーティングする場合のアドバイスが iPhoneにも当てはまります
最後に MetalFXも今年iOS 17に導入された優れたパフォーマンス技術です MetalFXは昨年に Macに導入されましたはるかに少ないピクセル数で高品質高解像度の画像を生成してゲームのパフォーマンスを向上させ電力と時間を節約できます
MetalFXは2つのアップスケーリング効果を提供しますパフォーマンス上のメリットをもたらす空間的効果と最適な品質を実現する時間的効果です今年当社はMetalFXのパワーを iOSに展開します空間アップスケーリングは iOS 17に対応するすべてのiPhoneで利用でき時間アップスケーリングは A14以降を搭載するデバイスで利用できます
低解像度でのレンダリングはゲームのパフォーマンスを高める1つの方法です GPUの負荷を減らすことで電力を節約しより高いフレームレートを実現できますすべてのiPhoneには高品質の内蔵ディスプレイスケーラがあり CAMetalLayerのコンテンツをネイティブディスプレイ解像度に自動的にスケーリングします皆さんも使用経験があるかもしれません MetalFXを使用するとターゲット解像度を維持できるのでディスプレイスケーラは引き続き利用できますがゲームのレンダリング解像度は低下します
MetalFXは高負荷のゲームが ProMotionディスプレイやそれ以外のディスプレイで安定したフレームレートを実現するのに役立ちますゲームのワークロードに応じて MetalFXとディスプレイのアップスケーリング率を様々に組み合わせて試しパフォーマンスと品質の最適なバランスを実現できます MetalFXの使用に関するベストプラクティスの詳細は過去のWWDCセッション「MetalFXアップスケーリングによるパフォーマンスの向上」と「Macへのゲーム展開パート3： Metalによるレンダリング」を参照してください
コントローラのサポートがさらに改良され iPhoneでのゲーム操作がこれまで以上に簡単になりましたパソコンとコンソールのゲームの多くはコントローラでの入力を中心に設計されています素晴らしいことにゲームをiPhoneに展開してもそれは変わりません iOSは人気の高いすべてのゲームコントローラへの接続に対応していますこれには低遅延USBCを使用する各種サイズのiPhone 15に完璧に適合して動作する新世代のフォームフィットコントローラも含まれます Backbone製のこの PlayStation版コントローラは私のお気に入りの1つです
コントローラでプレイするのが最適なゲームではプレイヤーがその点を把握できるように Xcodeの「Signing and Capabilities」セクションを使用してゲームコントローラへの対応を追加します
次に GCRequiresControllerUserInteraction 辞書をinfo plist配列に追加しブール値YESを持つiOSキーを含めます
この構成セットを使用すると App Storeにコントローラ推奨バッジが表示されます
これによりゲームコントローラの使い方や比較についての詳細互換性のあるフォームフィットコントローラやスタンドアロンコントローラを見つけて購入できる場所の情報が表示されます
iPhoneは低遅延高精度のマルチタッチによってモバイルゲームにも革命をもたらしましたゲームがタッチ操作もサポートしていることは重要であり App Storeのレビュープロセスにも含まれています
今年はさらに多くのカスタムのタッチコントロールをアプリに簡単に追加できるようになりました GC Virtual Controller APIでは独自のオンスクリーンコントロールを必要な場所に描画できるようになりましたタッチ処理はゲームコントローラの入力イベントに変換されますこのためゲームコントローラの入力ロジックの大部分を維持したままゲームUIの見た目と操作性をカスタマイズできます
最後ですが iPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Max はパソコンとコンソールの最高品質のアセットをシームレスにサポートできるようになりましたゲームの元の基本アセットは高解像度テクスチャデータ高ポリゴン数のジオメトリ非圧縮のオーディオデータや音声データなど非常に大きくなる場合がありますこれらのファイルを変換してパッケージ化しパソコンやコンソールの利用可能なシステムリソースに適合させターゲットハードウェアと効率的に相互運用するのはアセットパイプラインの役割ですこの際テクスチャの解凍ジオメトリのインスタンス化オーディオミキシングなどの高速化された機能を活用します
iPhone 15 ProとiPhone 15 Pro Maxが登場する前はモバイルデバイスをターゲットにする際の労力に不安があったかもしれません汎用モバイルアセットパイプラインを新たに作成して限られたリソースに収まるように高度に圧縮されたアセットを生成したりモバイル専用のテクスチャ形式を処理したりした経験があるかもしれません
iPhone 15 Proと iPhone 15 Pro Maxではパソコンやコンソール用の既存のアセットパイプラインを簡単に使用できます
ハードウェアアクセラレーション対応のBCとテクスチャをサポートしているため既存の大規模なアセットパッケージを変換する必要がありませんしかもASTC圧縮により圧縮や品質が向上する可能性がありますまた専用メモリが増えると Retina ProMotionディスプレイで非常に映えるサイズの大きい高品質アセットをシームレスに読み込み格納移動できるようになりポーティング作業が簡素化され時間を節約できます
Metalデバイス検査関数の supportsBCTextureCompressionを使用して BCnの可用性をクエリします
iOS 17を実行する他の iPhoneモデルもサポートする場合アセットの圧縮に ASTC圧縮を使用するのは品質をさらに高め圧縮率を向上させるための素晴らしい選択肢となります
利用可能なメモリを最大化するには Apple Developerプロファイルで Xcodeの既存の増加メモリ制限エンタイトルメントを必ず有効にしてくださいリソースが増えるとより詳細にレンダリングでき解像度深度バッファシャドウバッファを向上させより複雑でリソース消費の多いレンダリングアルゴリズムを実装できますデバイス間でスケーリングする場合は os_proc_available_memoryを使用して利用可能なリソースを動的に決定することもできますサイズが大きいアセットを iPhoneに展開するにはアプリでそのアセットを動的にダウンロードする必要がありますこれを行う方法にはオンデマンドリソースバックグラウンドアセット独自のカスタムダウンロードの実装という3つがあります
ダウンロードする際は顧客のバックアップに影響を与えず必要に応じてシステムが削除できる場所にアセットを保存してくださいアセットを取得したらデータコンテナのライブラリディレクトリ配下にあるキャッシュディレクトリにアセットを移動しますこのディレクトリはアプリユーザーごとの重要なデータと一緒にはバックアップされませんまたシステムがこのキャッシュをむやみに消去することもありません最新のダウンロードテクノロジーの詳細はバックグラウンドアセットに関する WWDCの最新の講演をご覧ください
ベストプラクティスの説明は以上ですハイエンドのゲームを妥協することなく iPhone 15 ProとiPhone 15 Pro Maxに展開できるはずです Apple A17 PRO GPUはパワーとグラフィック機能が大きく向上しておりゲームをiPhoneにすばやく簡単に展開できますこれらのiPhone 15 Proモデルが Appleシリコン搭載のMac ファミリーに加わり一段上のレベルのゲームプロジェクトを実現する統合ターゲットプラットフォームを構成できます皆さんがiPhoneに展開したゲームをプレイできるのを楽しみにしています

0:01 - Slide 24: Scale by GPU family capabilities

MTLDevice *device = MTLCreateSystemDefaultDevice();

if ([device supportsFamily:MTLGPUFamilyApple9]) {

   // features available in Apple GPU Family 9:

   //  hardware accelerated mesh shaders

   //  hardware accelerated ray-tracing

} else {

   // fall back on alternative techniques

}

0:02 - Slide 54: Scale textures size & quality

MTLDevice *device = MTLCreateSystemDefaultDevice();

if (device.supportsBCTextureCompression) {

   // BCn textures are available

} else {

   // fall back to ASTC texture assets for maximum compatibility

}

特定のトピックをお探しの場合は、上にトピックを入力すると、関連するトピックにすばやく移動できます。

クエリの送信中にエラーが発生しました。インターネット接続を確認して、もう一度お試しください。

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