ノンリアルなゲームエンジン**のベンダーであるEpicが最近発表したデモは、フォトリアリスティックな照明効果で眉をひそめています。この技術は、レイトレーシングを大きく進化させたものです。しかし、これはどういうことなのだろうか。

レイトレーシングの役割

簡単に言うと、レイトレーシングとは、グラフィックスエンジンが仮想の光源がその環境内のアイテムにどのような影響を与えるかを計算するために使用する手法のことです。実際の光の振る舞いを研究している物理学者が開発した計算によって、光を追跡するプログラムです。

Unreal や Unity などのグラフィック エンジンは、レイトレーシングを使用して、リアルな照明効果シャドウ、反射、オクルージョンを、それぞれ別のオブジェクトとしてレンダリングすることなく描画します。処理の観点からはかなり負荷がかかりますが、カメラ（＝プレイヤー）が見るべきものをその都度レンダリングするために使用することで、仮想環境下で実際の光をシミュレートする他の古い方法よりも効率的に行えるということです。特定の照明効果は、環境全体ではなく、2次元の単一平面上の観察者の視点から描画されます。

これは、仮想の光の振る舞いを実際に決定し、その効果を視聴者やプレイヤーにどの程度見せることができるかという点で、非常に複雑な数学によって実現されている。開発者は、性能の低いハードウェアや、より速いテンポでスムーズなゲームに対応するため、同じ技術のより複雑でないバージョンを使用することができます。

レイトレーシングは、特定の技術ではなく、汎用的なグラフィックス処理方法ですが、常に改良と改善が行われています。ハリウッド映画の特殊効果のようなプリレンダーグラフィックスや、コンピューターゲームのグラフィックのようなリアルタイムエンジンで使用されます。

ライトトレーシングの新機能？

レイトレーシングは、最近、スターウォーズの短いスケッチで、非常にタイミングの悪いラッシュを含むビデオでデモをして話題になりました。先週のGame Developers Conferenceで披露されました。これは、Epic Games（Unreal Engine**のメーカー）がNVIDIAおよびMicrosoftと共同で開発したもので、新しいレイトレーシング技術を披露するためのものです。

文脈から切り離すと、ただのバカ映像です。しかし、事前にピクサー映画のようにではなく、ビデオゲームのようにリアルタイムでレンダリングされることが重要なポイントになります。下の動画は、プリレンダーグラフィックスでは不可能な、シーン内のカメラの拡大縮小をリアルタイムに制御しているデモ機の様子です。

理論的には、ゲーミング PC の性能が十分であれば、次期バージョンの Unreal デモに搭載される新しいレイトレーシング照明効果を使用して、あらゆるゲームのようなグラフィックを生成することが可能です。

このテクニックは本当に見事です（わかりますか？）これは、このデモに不規則な形状の反射面や鏡面が多く含まれているためです。キャプテン・ファ○アのクロームアーマーの曲面パネルに映し出される環境をご覧ください。また、通常充電の白い装甲に、よりぼんやりと乱反射している様子も重要なポイントです。これは、現在のゲームにはないリアルなライティングです。

ゲームの見栄えが良くなるのか？

はい、非常に具体的なケースで。この高度なレイトレーシング技術は、ビデオゲームにおける印象的な照明効果のレンダリングを容易にしますが、実際にはグラフィックスのポリゴン構造をより詳細にするものではありません。テクスチャーの解像度を上げたり、アニメーションの流動性を高めたりすることはできません。要するに、ライティングをリアルに見せるだけで、それ以上の効果はない。

上のデモは、ほぼすべての面が光ったり反射したりするキャラクターや環境を選んでいるため、特に印象的です。同じ手法で、例えばウィッチャーシリーズの主人公が馬に乗って田舎を走っている様子をレンダリングしても、剣と一部の水以外、大きな反射面は見えないでしょう。重要なのは、レイトレーシングの技術では、彼の肌、馬の毛、服の革などのレンダリングをほとんど向上させることができないことです。

今回のデモのタイトルは「超大作映画のようなグラフィック」を実現すると謳っていますが、これはちょっと大げさで、鏡の国のホールで横長の設定でプレイするならそうかもしれませんが、問題はそこです。

これらはいつ頃ゲームに登場するのでしょうか？

GDCのデモは、現在NVIDIAが開発中のRTXと呼ばれる独自のレイトレーシング技術の一例である。現在、20XXカーモデルとして今年後半にデビューすると噂されている、ハイエンドGeForceグラフィックスカードの次期シリーズでデビューする予定です。NVIDIAのPhysXのような他の独自グラフィックス技術と同様に、他の**マーチャント**のグラフィックスカードを使用しているゲーマーは利用できない可能性があります。

つまり、RTXはdirectxapiシステムの新機能、特にレイトレーシング（Microsoftの呼称）用も使っているのです。ですから、上記の具体的なデモはEpicとNVIDIAのコラボレーションですが、AMDやIntelなどの競合他社が同様のシステムを作り、同様の結果を得ることを妨げるものは何もありません。

簡単に言えば、2018年末から2019年初めにかけて、ハイエンドのPCゲームにこれらの技術が使われ始めるということです。新しいグラフィックカードに投資するゲーマーは、その時点で最大の効果を得ることができますが、すでにハイエンドのゲームシステムをお持ちの方は、現在のハードウェアでDirectX対応のゲームにこれらの効果を使用できるかもしれません。

開発期間が長く、ハードウェアのターゲットが固定されているため、コンソールゲーマーは数年後に次のコンソールがリリースされるまで、これらの高度なグラフィックスを目にすることはできません。

画像出典：NVIDIA、Epic/YouTube、Guru3D/YouTube