LiNDA ZOOはLiNDAのデジタル動物チームで、20種以上のフォトリアルなデジタル動物が所属している。そんな同社が、約250万人のInstagramフォロワーをもつ「柴犬まる」をBULLET RENDER FARM（以下、BRF）とAMD Radeon ProRender（以下、RPR）で再現するプロジェクトに挑んだ。

本記事では、プロジェクトの課題とその解決策を全2回に分けて紹介する。No.1では「柴犬まる」の3Dスキャンに始まり、3Dモデル作成、リグ、シミュレーション、アニメーション、ファーの設定を経て「デジまる」の映像が生み出されるまでの過程を紹介した。No.2では、RedshiftからRPRへのレンダラ切り替え時の課題と、その解決策、BULLET RENDER FARMによるクラウドレンダリングについて解説する。

※本記事は月刊『CGWORLD + digital video』vol. 262（2020年6月号）掲載の「BULLET RENDER FARMで「柴犬まる」を再現 デジまる／DigiMARU」に加筆したものです。

TEXT＿澤田友明（コロッサス Rスタジオ）
EDIT＿尾形美幸 / Miyuki Ogata（CGWORLD）
PHOTO＿弘田 充 / Mitsuru Hirota

▲DigiMARU Project：ファーのレンダリング Trot


▲左から、ソフトウェアディベロップメントエンジニア・吉村 篤氏（日本AMD）、プロデューサー・桑原大介氏（LiNDA ZOO）、取締役副社長・渡慶次道隆氏（A.L.I. Technologies）、ディレクター・北田清延氏（LiNDA ZOO）

RedshiftからRPRへの切り替えにAMDが協力

本プロジェクトでは、BRFを用いてファーを高速にレンダリングすることが大前提であり、そのためにはレンダラをこれまでメインで使ってきたRedshiftからRPRに切り替える必要があった。

  • 「RPRとBRFの本格的な使用は今回が初めてだったので、課題の洗い出しから始めました」とディレクターの北田清延氏はふり返った。RPRは、CPUやGPUを生産するハードウェアメーカーとして知られるAMDがリリースした、パストレーシングレンダラだ。CPUとGPUの両方に対応し、OSを問わず様々な3Dプラットフォームで活用でき、物理的に正確なレンダリングが可能で、商用利用であっても無償で使用できる。そのため、大規模なクラウドレンダリングを行う場合でもライセンスコストが発生しないというメリットがある。


しかし、レンダラを切り替えるということは、それまで蓄積してきたノウハウをいったん横に置き、新たなノウハウを習得し直すことを意味する。多数のメリットがあっても、CGソフトウェアの素早い乗り換えが困難なのはそのためだ。

前述したようにRPRは物理ベースのパストレーシングレンダラなので、シェーダ、ライト、レンダリングの設定が比較的普遍的でわかりやすい。さらに、今回はA.L.I. Technologies（以下、A.L.I.）がLiNDA ZOOとAMDのRPR開発チームをつないだため、前者の質問や要望を、後者に直接伝えることができ、迅速な回答が得られた。こうしてA.L.I.、LiNDA ZOO、AMDの3社によるタッグチームが誕生し、本プロジェクトの成功に向け、共に尽力することとなった。

LiNDA ZOOによる課題の洗い出しと、AMDおよびA.L.I.による対応

▲LiNDA ZOOが挙げた、RPRとBRFに関する課題と、その対応状況の一覧表（2020年6月下旬時点）。本プロジェクトにおいて優先順位の高いものから順番に解決しており、今後も継続して対応にあたる方針とのこと


▲RPRを使用中のMayaの作業画面。ビューポートウインドウからレンダリングできるが、前述の一覧表で列記されているように、LiNDA ZOOからは「作業の効率化のため、独自のレンダーウインドウもつくってほしい」という要望が出されている

RPRによるOrnatrixのサポート

▲OrnatrixのファーをRPRでレンダリングしている。RPRはMayaのXGenには対応していたが、Ornatrixには未対応だった。LiNDA ZOOの要望を受け、RPR開発チームはOrnatrixのサポートに着手し、約1.5ヶ月で新たなプラグインを完成させ、検証期間を経てプロジェクトに本格導入された


▲ファーの先端のテーパーはOrnatrixのアトリビュートでコントロールする


▲ファーの質感はRPR Uberシェーダで調整する


▲シェーダネットワークとUVマッピングを使い、ファーの根本と先端とで色を変える機能も新たに実装された


▲前述のファーの色変えに用いたテクスチャ


▲【左】先の例と同じく、ファーの根本と先端とで色を変えている／【右】生えている位置によってファーの色を変えることも可能

© Shibainu maru

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シーンデータの自動変換とモーションブラーにおける課題

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シーンデータの自動変換とモーションブラーにおける課題

RPRには、Arnold、V-Ray、Redshiftといったほかのレンダラ用のシーンデータを、RPR用のデータに自動変換する機能が備わっている。しかしこの機能を使っても、まったく同じレンダリング結果が得られるわけではない。例えばRedshiftでライティングしたシーンデータをRPRに自動変換した場合、光源の位置や方向は正しく変換されるが、強度（Intensity）などの値はリセットされ、光源は近しいものに変換されるため、シーンが暗くなってしまう。

また本プロジェクトではファーのモーションブラーが不可欠だったが、RPRのモーションブラー機能は不完全だったため、LiNDA ZOOから機能追加の要望が出された。

  • 「本プロジェクトの納期には間に合いませんでしたが、将来的に対応予定で、AMD Santa Claraの原田（隆宏氏、RPR開発チームを統括している）らと連携しながら改良を続けています」とソフトウェアディベロップメントエンジニアの吉村 篤氏は語った。

RPRとRedshiftのライティング用パラメータの比較

▲左はRPR、右はRedshiftのライト設定用ウインドウ。例えばIntensityの対応しているパラメータの値を揃えても、得られる明るさは異なる。また、RPRのArea Lightには減衰（Decay）のパラメータが用意されていない、RPRにはRedshiftのデフォルトライトモデルがないといった不一致がある


▲【上】Redshiftでライティングとレンダリングを行なった結果／【中】【上】のシーンデータをRPR用のデータに自動変換すると暗くなってしまう。この点は今後の改良を期待したい／【下】【上】を指標に、RPRのIntensityの値を調整した結果。「デジまる」の画質が粗いのはIPRを用いているため

モーションブラー、ファー、SSSにおける課題と、その解決策

▲緑色の枠内がRPRのモーションブラー用パラメータ


▲同じく、Redshiftのモーションブラー用パラメータ


▲同じく、V-Rayのモーションブラー用パラメータ。RPRのモーションブラー用パラメータはDeformationブラーやカメラのモーションブラーに対応していないため、LiNDA ZOOから機能追加の要望が出された


▲ファーが原点から離れると、ブロックノイズのようなものがレンダリングされるエラーが発生した。このエラーはメッシュをTransformした場合には発生せず、Deformした場合にのみ発生するため、アニメーション作業の後で発覚したという。RPRの開発チームはこの課題にすぐさま対応し、解決策を提案した。なお、2020年4月上旬時点のリリース版ではこの修正が反映されていないが、次のリリース版では反映されるとのこと


▲RPR UberシェーダのSSSを使用する場合には、Refraction、あるいはBackScatterをONにする必要がある。ただし【左】のような眼球をもつ動物の場合には、RefractionをONにすると表面のラフネスとSSSの設定次第では【中】のように光が通り抜けてしまうため注意が必要である。【右】今回は、DiffuseのBackScatterをONにすることで光の通り抜けを防いでいる

© Shibainu maru

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「クラウドレンダリングの環境は整いつつあり、試す価値はある」

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「クラウドレンダリングの環境は整いつつあり、試す価値はある」

「デジまる」の完成映像は、フルHDサイズ、約10秒（340フレーム）で、RPRのイテレーション（レンダリング時のクオリティ設定）は512、1フレームあたりのレンダリング時間は平均1時間23分だった。LiNDA ZOOはNVIDIAのGeForce GTX 1080 Tiや、GeForce GTX 1080を複数搭載した十数台のPCから成るレンダーファームを社内に設置しているが、ファーのレンダリングにはさすがに時間がかかる。

本プロジェクトでは、BRF内の500台ものAMD製GPUを使ったレンダリングを経験することになったわけで、340フレームのレンダリングを行う場合、1フレームにつき1台のGPUが割り当てられるため、レンダリングにかかる時間は実質1フレームを処理する時間しかかからないことになる。つまり、ファーのレンダリングであっても、かなりの速度が期待できるというわけだ。

BRFにレンダリングジョブを投入する際のやり方はとてもシンプルで、初心者でも扱える設計になっている。一方で、CGプロダクションによる本格的な使用にも安定して対応できるよう、さらなる改良が計画されているとのことだ。実際、本プロジェクトを通してLiNDA ZOOから提示されたいくつかの改良すべき課題は順次解決されており、今後もアップデートが続けられていくだろう。

RPRデータのアップロードと、オプションの設定

▲BRFにレンダリングジョブを投入する際には、MayaのシーンデータをRPR上で専用形式（.rpr）に変換する必要がある。アーティストの負担軽減のため、システムエンジニアの中川知也氏がDeadlineでのExportツールを作成した


▲WebブラウザからBRFにアクセスし、Zip圧縮したRPRデータをアップロードする


▲【上】アップロードが完了したら、【下】解像度やAOVなどのオプションを設定する

見積りおよび支払いと、データのダウンロード

▲見積りが完了したら、レンダリングコストと所要時間が表示され、サンプルフレームをダウンロードできる


▲支払い金額を確認後、レンダリングのオーダーを行う


▲レンダリング中は、現在の進捗や、レンダリングが完了したフレームのサムネイルを確認できる


▲レンダリングが完了したファイルは、まとめてダウンロードすることも可能


以上の経緯を経て、LiNDA ZOOは「柴犬まる」の姿と動きをそっくり再現した「デジまる」の映像をつくり上げた。本プロジェクトの総括として、北田氏は次のように語った。「プロジェクトの開始直後は、RPRとBRFの使用経験がなかったこともあり、従来の制作環境とのちがいへの戸惑いが大きかったです。それでも、シェーダの組み方を工夫したり、われわれの洗い出した課題がRPR開発チームによって解決されたりしていく中で、次第にほしい結果が得られるようになりました。対応中の課題については、今後の進展に期待しています。もろもろ困難はありましたが、RPRとBRFでファーをレンダリングするという目的は達成できましたし、クラウドレンダリングの制作環境は整いつつあるので、試す価値はあると思います」。

この総括を受け、渡慶次氏は次のように語った。「アーティストが抱える表現上の困難やストレスを、テクノロジーの力で解決するのが私たちの使命です。今後も改良を重ね、RPRとBRFによる制作環境を確固たるものにしたいです」。

冒頭に記したように、レンダリングにまつわる問題は、今後ますますひっ迫していくだろう。本プロジェクトで得られた知見を通して、RPRとBRFによる新しいレンダリング環境は、試してみる価値があるソリューションだという確かな手応えを受け取ることができた。



© Shibainu maru

info.

  • BULLET RENDER FARM

    従来のレンダーファームとは異なり、数千枚にものぼる圧倒的なボリュームのGPUを接続させ、一気にレンダリング処理を行うクラウドレンダリングサービス。レンダリング処理速度が非常に速いことが特徴。全フレームを同数のGPUで同時に処理するため、レンダリングにかかる時間は実質1フレームを処理する時間のみ。
    www.bulletrenderfarm.com/ja/


  • LiNDA Zoo

    LiNDAのデジタル動物チームで、20種類以上のフォトリアルなデジタル動物が所属。「デジまる」プロジェクトでは、普通の柴犬ではなく日本一有名な「柴犬まる」に似せるという難題を、その高い技術力でクリアした。
    www.studiolinda.com/


  • AMD Radeon ProRender

    CPUやGPUを生産するハードウェアメーカーとして知られるAMDがリリースした、パストレーシングレンダラ。 CPUとGPUの両方に対応し、OSを問わず様々な3Dプラットフォームで活用でき、物理的に正確なレンダリングが可能で、商用利用であっても無償で使用できる。そのため、大規模なクラウドレンダリングを行う場合でもライセンスコストが発生しないというメリットがある。
    www.amd.com/en/technologies/radeon-prorender/



  • 月刊CGWORLD + digital video vol.262（2020年6月号）
    第1特集：コスパ最高のHDRI制作術
    第2特集：オートモーティブ×ゲームエンジン
    定価：1,540円（税込）
    判型：A4ワイド
    総ページ数：128
    発売日：2020年5月9日
    cgworld.jp/magazine/cgw262.html