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アンビエントオクルージョンちゃん

コンピュータグラフィックスについて書きますっ

SIGGRAPH2015個人的まとめだよ♪

はじめに

こんにちは♪この記事は第三回レイトレ合宿アドベントカレンダー記事だよ。

実はAOちゃんはSIGGRAPHに行っていました!すごい!というわけで適当に感想みたいなまとめみたいな記事を書くよ。ていうかレンダリングばっかです。

パストレーシング大流行

最初はパストレーシングの大流行についてだよ。まず歴史の話だけど、映画業界におけるコンピュータグラフィックスの利用というのは、VFXとフル3DCGアニメーションの二つが主要な利用法でした。そして、これらを実現するために利用されていたレンダラこそPixarが開発しているRenderManと呼ばれるレンダラでした。RenderManのレンダリングアーキテクチャはREYESというものです。REYESは"Renders Everything You Ever Saw"の略です。

REYESアーキテクチャはどちらかというとラスタライズに近いものです(詳しくはインターネットとかで調べてね♪)。長年映画業界ではRenderManを使ってVFXやCGアニメを作っていました。(もちろん内製レンダラを使っている会社もたくさんあった)しかし、REYESアーキテクチャは影や反射が苦手でした。これらはシャドウマップとかを使って頑張って表現していたわけです。シャドウマップというと今ではすっかりリアルタイム系の技法みたいな印象がありますが当初はオフラインレンダリングから生まれた手法です。

んで、ちょっと前からREYESアーキテクチャにレイトレが導入されてハイブリッドな感じになっていきました。それと同時にArnoldのようなパストレーシングベースのVFXレンダラの人気も高まっていき、2015年現在、すっかりレイトレ・パストレベースのレンダラが映画業界では大人気というわけです。

今年もパストレーシングのセッションがSIGGRAPHでは数多く行われました。その中心となったのがThe Path-Tracing Revolution in the Movie Industry(http://s2015.siggraph.org/attendees/courses/events/path-tracing-revolution-movie-industry

https://sites.google.com/site/pathtracingrevolution/)でしょう。
まず、RenderManは全面的にレイトレ中心のレンダラに移行したようです。パストレーシングを中心として、フォトンマップやVCM/UPSなどが実装されていると言います。また、10年以上前から開発が続けられているArnoldも今ではすっかり標準的な地位を確立したようです。
Disneyが2012年より開発を開始し、Big Hero 6(ベイマックス)で全面的に利用されたパストレーシングレンダラ、Hyperionは今後もDisneyの映画において中心的なレンダラになるそうです。(DisneyはHyperionアーキテクチャの説明のための動画まで作成・公開しました http://www.disneyanimation.com/technology/innovations/hyperionHyperionは、レイの反射やシェーディングの順番を各フェーズでソートすることでデータに対する一貫性を高め大規模なシーン(数十万個のユニークオブジェクトが存在する巨大都市など)を高速にレンダリングすることを可能にしたものです。
WETAはManukaという内製レンダラを使っているらしく、これもかなり意欲的なVFXレンダラに見えました。とくに、彼らは従来のRGBレンダリングを超えたフルスペクトルレンダリングにフォーカスを当てているらしく関連研究も多く発表しています。

というわけで、猫も杓子もレイトレ・パストレといった雰囲気です。その他のMLTやフォトンマップ系の手法はまだあんまり流行っていないらしく、というのもパストレと違ってこれらの手法はチューニングすべきパラメータが多かったり事前計算が必要だったりとワークフローの複雑化を招くために敬遠される傾向があるようです。(Pixarは導入してますが)
現代のCG業界はとにかく大規模が著しく、ワークフローを限界まで単純化して個々のアセットに対する時間を増やす、というのが定石のようです。こういった傾向はレンダリングしたいシーン自体の高度化によってパストレの限界を突破したいという需要によってまた変わってくるとは思いますが、しばらくは続くかもしれません。いずれにしても、今後のCG業界はレイトレーシングによるレンダリングの流行がますます強化されていくと思いました。

リアルタイムレンダリング

リアルタイムレンダリングはすっかり物理ベースレンダリングが定着して、使っていないスタジオは無い、みたいな勢いでした。物理一色ですね。というか、最早物理ベースの基礎の話なんてどこもしてなくて従来のモデルは近似が不十分だったから新しいモデルを導入しましたーとか、新しいマテリアルモデルを導入しましたー、とか実際のワークフロー(素材撮影とか)はこうこうでしたー、みたいな話ばかりです。もう完全に使いこなしてますね。

その他の、一般的なレンダリング技術についても去年に比べて今年はレベルが高く内容の濃いものだったように思えます。いよいよPS4/XBoxOneに対する知見が各社深まってきているように見えます。
また、海外では今でも各ゲーム会社がみんな頑張って内製ゲームエンジンをこぞって開発していました。EAやUbisoftみたいな大手は当然としても、100~300人程度の中小ゲームスタジオも少なくともAAA開発をしているような会社について言えば、幾つかのミドルウェア+内製レンダリングエンジン+内製のその他機能みたいな構成が多いように見えました。UEやUnityを使ってますみたいな話はほぼありませんでしたね。日本にいるとUE最強みたいなこと言ってる人もいますけど海外の有力会社はどこもUEレベルの技術開発は当然のように行っており、見習うべきところがたくさんあるように思えます。

さて、そんなリアルタイムレンダリング系セッションの中でも一番はAdvances in Real-Time Rendering in Games(http://advances.realtimerendering.com/s2015/index.html)です。GDCではリアルタイムレンダリング系の話がろくになく、ビミョーだったのですがきっとみんなSIGGRAPHまで貯めてたのでしょう。非常に充実したものでした。特に目をひくのは、ボリュームレンダリング技法の多さです。いよいよリアルタイムでも真面目なボリュームレンダリングを各社導入しはじめたというのはすごいですね!まあともかく公開される資料を見てみるといいんじゃないでしょうか。

そんな中、日本勢の発表もありました。Real-time Rendering of Physically Based Optical Effect in Theory and Practice(http://research.tri-ace.com/s2015.html)です。これは、YEBISで有名な川瀬氏と各種物理ベースレンダリングの発表で有名な五反田氏、東京工科大の柿本氏によるコースで、光学やレンズの基礎から、それらのエフェクトをリアルタイムレンダリングに落とし込むための各種手法の解説まで取り扱った充実した内容になっています。ポストエフェクトに興味のある人はぜひ読んでみましょう。

テクニカルペーパーとか

幾つかのテクニカルペーパーも見に行きましたが、Sampling & Filtering(http://s2015.siggraph.org/attendees/technical-papers/sessions/sampling-filtering)がかなり良かったです。パストレ大流行のとこでも書きましたが、最近の映画業界ではパストレばっか使うようになったわけですけど、同時にパストレ由来のノイズに苦しめられるようにもなりました。というわけで、デノイジング技術に対する需要が高まっているようで、かなり活発に研究がおこなわれているようです。
すでにDisneyやPixarのレンダラには近年の研究成果がフィードバックされたデノイザが実装されているそうです。今後もますます研究が進んでいき民生レンダラにも実装されていくことでしょう。

おわり

今年はSIGGRAPH ASIAを神戸でやります。なかなかSIGGRAPHは参加費とかのハードルが高くて…という人もこの機会に是非参加してみましょう。そしてパストレの流行を見てわかるとおり、今後ますますレイトレ技術は重要になっていきます。レイトレ合宿に参加してレイトレしましょう。