Resident Evil Requiem et PRAGMATA, aperçu du Path Tracing du RE Engine avec SER, ReSTIR GI et DLSS RR

Capcom et NVIDIA détaillent à la GDC 2026 comment le path tracing arrive dans RE Engine, du concept aux optimisations terrain. Deux jeux phares, PRAGMATA et Resident Evil Requiem, servent de banc d’essai, avec un accent sur la qualité d’image et les performances sur GPU GeForce RTX. La présentation passe au crible le pipeline, les choix techniques et les correctifs appliqués en production.

Path tracing dans RE Engine : techniques et optimisations de Capcom et NVIDIA

À la suite des débuts récents de PRAGMATA et Resident Evil Requiem, premiers RE Engine à prendre en charge le path tracing, la présentation de CAPCOM’s GDC 2026 intitulée « Real-Time Path Tracing in RE ENGINE for Resident Evil Requiem and PRAGMATA » mérite le détour.

La conférence est disponible sur la chaîne YouTube NVIDIA Game Developer, et ce n’est pas un hasard : NVIDIA a largement épaulé l’ajout du path tracing au moteur de CAPCOM. Deux intervenants ont mené la session : Hitoshi Mishima de l’équipe RE Engine chez CAPCOM (implémentation technique et artistique) et Calvin Shu, ingénieur en technologies développeur GeForce chez NVIDIA (optimisation de performance bas niveau sur GPU) pour Resident Evil Requiem et PRAGMATA.

Côté CAPCOM, l’intégration a été menée principalement par Kenta Nakamoto et Kosuke Nabata, bouclée en environ un an et demi. Le système est étroitement lié à la NVIDIA DLSS Ray Reconstruction, utilisée pour le débruitage et indispensable pour tenir le temps réel, ce qui limite de fait le path tracing aux cartes GeForce RTX dans ces deux titres.

RE Engine gérait déjà le ray tracing depuis le Resident Evil précédent, Village en 2021, avec illumination globale, occlusion ambiante et réflexions ray tracées. Le direct lighting restait toutefois en rastérisation, le ray tracing couvrant l’indirect lighting uniquement. Le path tracing complet traite les deux (éclairage direct et indirect) via un pipeline unifié, ce qui apporte des ombres plus riches, des reflets plus nets, un débruitage plus stable et une occlusion ambiante plus rigoureuse que le RT classique. La construction des BVH (Bounding Volume Hierarchy) tourne en calcul asynchrone, et ray tracing comme path tracing partagent la même infrastructure de requêtes de rayons et de shaders matériaux.

Sur le plan technique, CAPCOM a retenu une approche streaming RIS pour sélectionner efficacement les sources lumineuses les plus influentes. Principaux choix de conception :

• Compensation de luminosité pour corriger les assombrissements dans les zones éclairées par projecteurs : plutôt que d’utiliser la luminance standard comme poids de mise à jour du réservoir, l’exposition caméra et un coefficient d’ajustement entrent en jeu.
• Un BSDF simplifié (diffus lambertien + spéculaire monolobe) est employé lors de la génération des candidats, à la place du BSDF complet, afin de réduire le coût ALU.
• L’IBL (Image-Based Lighting) est exclue de l’ensemble de candidats en intérieur quand l’IBL est intense, car ces exemplaires sont presque toujours occultés, ce qui accroît la variance et dégrade la DLSS Ray Reconstruction.
• Les polygones émissifs sont ajoutés en exemplaires NEE explicites via la méthode des alias de Walker, ce qui permet un échantillonnage des triangles en O(1) pondéré par l’aire et l’intensité sur le GPU.

RE Engine définit une grille 3D (AABB) autour de chaque lumière ponctuelle, dimensionnée en 16×128×128 cellules, chacune stockant un bitmask d’ID de lumière. Le streaming RIS consulte cette structure à chaque point d’ombrage pour n’évaluer que les lumières qui contribuent réellement à l’impact, ce qui constitue le gain de performance majeur pour l’échantillonnage des lumières ponctuelles.

L’équipe a ensuite intégré la technique ReSTIR GI pour stabiliser la qualité de la DLSS Ray Reconstruction en réduisant le bruit de l’éclairage indirect. Les trajectoires sont réutilisées entre les images : les chemins de la trame courante sont stockés par pixel, ceux de la trame précédente sont rééchantillonnés dans le temps.

Pour éviter une forte corrélation défavorable avec la Ray Reconstruction, les exemplaires sont tirés depuis des positions légèrement décalées par rapport aux pixels de la trame précédente, plutôt qu’à la position exacte. Sur Resident Evil Requiem et PRAGMATA, un atout majeur a été la possibilité d’éclairer de nombreuses scènes uniquement via IBL, ce qui a nettement réduit le bruit.

Une large partie de la présentation détaille l’usage du guide buffer de la DLSS Ray Reconstruction pour corriger des artefacts visuels précis, par exemple :

• Subsurface scattering : le flou SSS du RE Engine provoquait des images fantômes sur les cheveux lorsqu’il alimentait la Ray Reconstruction. Correctif : encoder dans le guide buffer la variation de luminance avant/après diffusion, afin que RR en tienne compte.
• Verre dépoli/flouté : même approche de guide buffer que pour le SSS pour gérer les effets de flou sur le verre, générant les mêmes artefacts.
• Gouttes de pluie et décalcomanies transparentes : la gestion des désocclusions par DLSS Ray Reconstruction rendait presque invisibles les gouttes. Correctif : utilisation du masque de désocclusion dans le guide buffer, avec des normales avant/après application de la décalcomanie pour calculer le masque de manière sélective. Sur-utilisé, le masque réintroduit du bruit ; il faut l’appliquer avec parcimonie.
• Lumières à textures projetées animées : la Ray Reconstruction peinait avec des motifs lumineux changeant rapidement (ex. vagues au sol). Les poids d’animation RIS ont été comparés aux poids globaux du streaming RIS pour estimer la contribution par point d’ombrage, puis le masque de désocclusion a été appliqué proportionnellement.
• Hologrammes : les motifs exprimés en animations de couleur émissive n’apparaissaient pas dans le guide buffer, causant du flou. Correctif : remplacer les albedos diffus et spéculaire du guide buffer par la couleur émissive, rendant le motif visible et stable.

Resident Evil Requiem et PRAGMATA utilisent toutes deux la technologie propriétaire de cheveux en brins de CAPCOM, inaugurée avec Resident Evil 4 Remake (2023) et améliorée depuis. Le pipeline est un hybride rastériseur matériel + logiciel : les touffes sont classifiées et élaguées, rastérisées matériellement en opaque, puis un passage logiciel semi-transparent traite les mèches fines. Pour le ray tracing, une géométrie de substitution maillée prend la place des brins dans le BVH. PRAGMATA est la première à passer à un véritable BVH de brins, les longs cheveux de Diana s’écartant trop du maillage proxy.

Enfin, NVIDIA (Calvin Shu) a détaillé le parcours d’optimisation via une scène test de PRAGMATA avec DLSS Ray Reconstruction, DLAA et une GeForce RTX 5090 en 4K aux fréquences par défaut. La scène comportait 73 lumières analytiques et 32 exemplaires émissifs issus d’une matrice 4K.

Étape	Temps par image	Remarques
Base (CS wavefront)	21 ms	13,7 threads/warp en moyenne, 43% de cohérence ; majorité du temps dans les boucles d’échantillonnage des lumières ponctuelles + émissives
RIS + BRDF simplifié	17,7 ms	Gain de 15% ; passage à un GGX standard en espace monde, factorisation des appels rand, division d’un UInt32 rand en deux floats
Portage SER naïf (sans compaction)	23,5 ms	Pire que la base (attendu sans réordonnancement SER) ; 12% de threads actifs/warp, 38% de cohérence
SER activé	20,8 ms	Cohérence montée à 57% mais blocages du cache d’instructions dominants (35% du temps en attente de chargements)
SER + ressources bindless	~16,9 ms	Des SRV statiques ont conduit le compilateur à dupliquer les instructions (~24k) ; passage en bindless a ramené le compte à ~12k et levé les blocages
Optimisations pilote	13,3 ms	Non livré au moment de la GDC 2026

Le parcours d’optimisation du path tracing dans RE Engine n’a pas été linéaire. Deux régressions sont venues d’une implémentation sous-optimale du Shader Execution Reordering (SER). La découverte clé : fusionner deux passes compute shader (avec des liaisons SRV statiques distinctes pour l’éclairage direct vs indirect) en un seul dispatch ray a amené le compilateur à dupliquer des instructions, doublant le compte à 24 k et saturant le cache d’instructions (35% du temps). Convertir les SRV statiques en références bindless a ramené le total à 12 k et supprimé le goulot d’étranglement.

En conclusion, Calvin Shu indique que DXR 1.2 avec Shader Execution Reordering est la voie recommandée pour les jeux en path tracing, capable d’approcher le « Speed of Light » (plafond théorique de performance du GPU) avec moins de complexité d’intégration. NVIDIA a aussi annoncé l’arrivée d’une version 2.0 du Disocclusion Mask de DLSS Ray Reconstruction, destinée à mieux traiter les cas limites rencontrés sur Resident Evil Requiem et PRAGMATA.