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最新ゲームグラフィックス技術動向~どうなるリアルタイムレイトレーシング技術&HDR映像技術~

最新ゲームグラフィックス技術動向~どうなるリアルタイムレイトレーシング技術&HDR映像技術~

2019年春時点での業界トレンドをチェック。何かと新規の発表が続くリアルタイムレイトレーシング技術とHDRの2点について、テクニカルジャーナリストの西川善司氏に解説してもらった。

※本記事は月刊「CGWORLD + digital video」vol. 249(2019年5月号)からの転載となります。

TEXT_西川善司
EDIT_海老原朱里 / Akari Ebihara(CGWORLD)、山田桃子 / Momoko Yamada

©2019 Koch Media GmbH and published by Deep Silver. Developed by 4A Games. 4A Games Limited and their respective logo are trademarks of 4A Games Limited. Metro Exodus is inspired by the internationally best-selling novels METRO 2033 and METRO 2035 by Dmitry Glukhovsky. All other trademarks, logos and copyrights are property of their respective owners.

01 マイクロソフトが発表したリアルタイムレイトレーシング技術は普及するのか?

リアルタイムレイトレーシング対応が進むCG関連アプリケーション

近年のゲームグラフィックス技術に関連した注目のキーワードについて取り上げるにあたり、様々な候補キーワードを思いつくも、今回は注目度と重要度の高い「リアルタイムレイトレーシング技術」と「HDR映像技術」の2つについて紹介したい。

まずは「リアルタイムレイトレーシング技術」から。2018年3月、マイクロソフトはリアルタイムレイトレーシング技術「DirectX Raytracing」(DXR)を発表した。この時点では、対応を表明したNVIDIAがVoltaコア世代のGPUで、GPGPU的に対応しただけだったが、同年8月にNVIDIAはDXRをハードウェア的にアクセラレーションすることができるTuringコア世代のGPUを発表。それも、ワークステーション向けのQuadro RTXシリーズ、民生・ゲーマー向けのGeForce RTXシリーズを立て続けに発表することで、NVIDIAのDXR対応本気度をアピールした。その後、マイクロソフトは2018年10月、Windows 10向けのシステムアップデート「October 2018 Update」にてDXRの提供を開始。リアルタイムレイトレーシングプラットフォームとしてのDXRは発表から1年未満で実動を開始したことになる。

実質的にマイクロソフトとNVIDIAコンビで始動した「リアルタイムレイトレーシング技術」に対するソフトウェア業界の反応はどうか。いわゆる業務用CG関連アプリケーションの世界からは「まずまずの歓迎ムード」といった印象だ。Dassault Systèmesの「SOLIDWORKS Visualize」、Autodeskの「Arnold」、Adobeの「Dimension」、Chaos Groupの「V-Ray」、Redshift Rendering Technologies の「Redshift」、OTOYの「OctaneRender」、Allegorithmicの「Substance Designer」などなど、挙げればキリがないほど多くの著名レンダラやCG制作ソフトが対応を表明(※1)。レンダリング時間がGPGPUベースレンダラの数倍以上、CPUベースレンダラの数十倍以上加速されることから、映像制作スタジオからの引き合いはとても強いのだ。このため、2019年以降、業務用CG制作の現場では、リアルタイムレイトレーシングのエコシステムは急速に回り始めるとみられる。

※1:NVIDIAが発表したリアルタイムレイトレーシング対応アプリケーションラインナップの詳細
blogs.nvidia.com/blog/2018/08/13/turingindustry-support

「NVIDIA RTX」プラットフォームの利用による推進

ただ一方で、業務用レンダリングの世界におけるリアルタイムレイトレーシング対応は、DXR対応というよりは、NVIDIAが独自に展開する「NVIDIA RTX」プラットフォームを利用しての対応が目立つ。例えば、SOLIDWORKS VisualizeやArnoldをはじめとしてそのほか多くのリアルタイムレイトレーシング技術対応アプリケーションなどは、DXR対応ではなく、NVIDIA RTXに含まれるレイトレーシングフレームワーク(≒ミドルウェア)「NVIDIA OptiX」を利用してTuringコアのレイトレーシングアクセラレーションを享受するしくみとなっている。

NVIDIA RTXとは、NVIDIAがTuringコアリリースと共に発表したNVIDIA製GPU向けのソフトウェア開発プラットフォームのブランド名で、「材質記述言語(MDL:Material Definition Language)」「従来のラスタライズ法によるレンダリング」「レイトレーシング法によるレンダリング」「CUDAによるGPGPU処理」「Tensorコアによる推論アクセラレーション」などをひとつにまとめたものになる。

NVIDIA RTXのソフトウェアスタック

NVIDIA RTXのソフトウェアスタック図。下に行くほどハードウェアに近いことを表す。上に行けば行くほどソフトウェアで構築されるシステムになる

技術開発は進むも対応はスローペースのゲーム業界

一方、一般ユーザー向けのゲームタイトルへの採用はどうか。ゲーム業界側は、前述したプロフェッショナルグラフィックス業界ほどの対応ラッシュには至っておらず「技術開発は進めるが、直近のタイトルへの採用となると熟考を要する」といった感じの慎重派が多い印象だ。とはいえ二大商用ゲームエンジンとされるUnreal Engine 4Unity 2019は共に2019年内のDXR対応を表明しているので、いずれ「Windows PC版のみDXR対応」といったゲームタイトルが出てくるながれも期待できないわけではない。

なお、現状、DXR対応のリアルタイムレイトレーシング対応(予定含む)のWindows PC向けゲームタイトルとしては4A Gamesの『Metro Exodus』、Electronic Artsの『Battlefield V』、スクウェア・エニックスの『Shadow of the Tomb Raider』、Remedy Entertainmentの『CONTROL』、Mundfishの『Atomic Heart』などがある。また、ゲームではないが、業界標準PC向けベンチマークソフトとして著名な3DMark開発元のUL BenchmarksがDXR性能測定用として「Port Royal」を2019年1月に公開した。

リアルタイムレイトレーシング対応したゲームタイトル

©2019 Koch Media GmbH and published by Deep Silver. Developed by 4A Games. 4A Games Limited and their respective logo are trademarks of 4A Games Limited. Metro Exodus is inspired by the internationally best-selling novels METRO 2033 and METRO 2035 by Dmitry Glukhovsky. All other trademarks, logos and copyrights are property of their respective owners.

DXR対応のリアルタイムレイトレーシングに対応した『Metro Exodus』(4A Games)。上がリアルタイムレイトレーシングOFFで、下がONの状態

業務用CG関連アプリケーションと比べ、ゲームをはじめとした一般ユーザー向けアプリケーションのDXR対応がややスローペースなのには込み入った理由が考えられる。まず、現在の主たるゲームプラットフォームであるPS4系、Xbox One系が当たり前ながらDXR対応世代GPUではないことだ。現在多くの大作ゲームがPS4、Xbox One、Windows PCにて、(解像度をはじめとした細部にちがいはあれど)ほぼ同仕様のグラフィックスで開発されており、Windwos PC版だけDXR対応とするのは、開発コストを考えるとなかなか決断できないのだ。

もちろん、そのWindows PCユーザーの多くがDXR対応GPUを所有していれば、そのDXR対応にも価値や訴求力が生まれるが、2019年3月現在、DXR対応GPUは、NVIDIAのQuadro RTXシリーズ、GeForce RTXシリーズのみだ。そのNVIDIAも、1月にミドルアッパークラスとも言えるGeForce RTX 2060を発表するも、2月にはその下位モデルとしてTuringコア世代でありながらもDXR(とRTX)未対応のGeForce GTX 1660を発表しており、NVIDIA側のリアルタイムレイトレーシング技術推進戦略にはブレが見え隠れする。さらにNVIDIAの競合たる大手GPUメーカーのAMDがDXR対応GPUを発表していないことも、一般ユーザー向けアプリケーションのDXR対応がスローペースとなっていることに拍車をかけている。そう、この新しいグラフィックス技術に対して二大GPUメーカーの足並みが揃っていないのだ。AMDは2019年1月、新GPU「Radeon VII」を発表したのだが、DXRには未対応だった。これは筆者の個人的見解だが、AMDとしては長年OpenCLベースで開発してきた自社製レイトレーシングエンジン「Radeon ProRender」を訴求する関係上、DXR対応に舵をとりにくいのだろう。

今年、2019年は次世代ゲーム機のアナウンスがあると噂されるが、PS系、Xbox系ともに現行機と同じAMD製のGPUを採用するとみられている。ということは、現在のAMDのGPU戦略を鑑みるに、リアルタイムレイトレーシング技術への対応の可能性は極めて低いはずだ。すなわち、直近の次世代機でのリアルタイムレイトレーシング技術採用の見込みは薄いのだ。

まとめると、リアルタイムレイトレーシング技術は、業務用CG関連アプリケーションにおいては今年以降比較的早いペースで対応が進みそうだが、ゲームへの対応はゆっくりとしたものになると思われる。

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02 ソニー・インタラクティブエンタテインメントとマイクロソフトがゲーム向けHDR映像の制作ガイドラインを共同で策定

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