ゲームはなぜ発売前にシェーダーをコンパイルするのか？

最近のゲームでは、プレイ開始前に「シェーダーをコンパイル中」という画面が表示されることがよくあります。数秒で終わる場合もあれば、数分かかる場合もあります。多くのプレイヤーは、自分のPCに何か問題があるのか、あるいはこの処理をスキップできるのか疑問に思っています。

実際、シェーダーコンパイルは、現代のゲームをよりスムーズに動作させるために重要なステップです。これがないと、ゲームプレイ中に深刻なカクつき、フレームレートの低下、パフォーマンスの不安定さが発生する可能性があります。

シェーダーとは何ですか？

シェーダーとは、GPUにグラフィックのレンダリング方法を指示する小さなプログラムです。シェーダーは、オブジェクト、照明、影、反射、視覚効果などが画面上でどのように表示されるかを決定します。

現代のゲームは、リアルな環境や高度な視覚効果を生み出すためにシェーダーに大きく依存している。特にオープンワールドゲームやレイトレーシングを採用したゲームでは、1つのゲーム全体で数千ものシェーダーの組み合わせが使用されることがある。

（フォルツァホライゾン6 – 公式ローンチトレーラー、 XBOX ）

シェーダーコンパイルとは何ですか？

シェーダーコンパイルとは、シェーダーコードを、お使いのCPUとGPUが特定のハードウェア構成上で効率的に実行できる命令に変換するプロセスです。

PCごとにプロセッサ、グラフィックカード、ドライバ、グラフィック設定の組み合わせが異なるため、ゲームではこれらのシェーダーを事前に準備する必要がある場合が多い。このプロセスによってシェーダーキャッシュが作成され、ゲームプレイ中に素早く読み込むことができる。

シェーダーコンパイルは、料理の前に材料を準備するようなものだと考えてください。事前にすべてを準備しておくことで、後々の作業がよりスムーズになることが多いのです。

Forza Horizon 6 にプリコンパイルされたシェーダーが含まれています

（ Forza Horizon 6はわずか4秒で起動します。画像提供：マイクロソフト）

吃音を軽減するために

主な理由は、ゲーム中のカクつきを軽減するためです。

シェーダーが事前にコンパイルされていない場合、新しいエフェクト、環境、またはオブジェクトが出現するたびに、ゲームはそれらをリアルタイムで処理する必要が生じる可能性があります。これにより、フレームレートの低下や突然のフリーズが発生する可能性があります。

フレームの一貫性を向上させる

平均FPSだけでは全てを語ることはできません。フレームの安定性も同様に重要です。

プリコンパイルされたシェーダーは、フレームタイムの急激な変動を軽減し、ゲームプレイをよりスムーズでレスポンスの良いものにするのに役立ちます。

お使いのハードウェアに合わせて最適化する

ゲーミングPCはどれも異なる。

Intel Core UltraプロセッサとRTX 5070を搭載した環境で動作するゲームは、AMD RyzenプロセッサとRX 9070 XTを搭載した環境で動作するゲームとは異なるシェーダー最適化が必要になる場合があります。シェーダーコンパイルにより、ゲームはシステムに合わせてファイルを準備することができます。