第四回：SIGGRAPH2010レポート
その②

世界最大級のコンピュータグラフィックス(CG)とインタラクティブ技術の学会、SIGGRAPHが、今年はロサンゼルスで開催されました。　CGはいいとして「インタラクティブ技術」というのがピンとこない人もいるかも知れませんが、かみ砕くと「CGとの相互インターフェース技術」と説明ができ、具体的なその技術の応用先としては仮想現実(Virtual Reality)や拡張現実(Augumented Reality)などが適合します。　1974年からスタートしたSIGGRAPHは、もともとはコンピュータサイエンス分野の学会として発祥しました。　今でも学会であることは変わりませんが、80年代からCGが映画の特殊効果に採用され、90年代には3Dグラフィックスがゲームに応用され始め、CGとそのインタラクティブ技術が産業界、民生向け技術として広く認知されてからは、年々その規模を大きくし、現在では大型の商業コンベンションセンターを丸ごと貸し切って5日間も行われるような一大イベントとなりました。今では、すっかり夏の風物詩という感じになり、多くの研究者、技術者、学生、そして周辺産業関係者が世界各国から参加しています。
今回は、7月25日から29日まで開催された、このSIGGRAPH2010の模様をレポートします。

続き・・・

一般展示セクションで見た最新複合現実とミドルウェア技術

SIGGRAPHには、E-TECH以外に、一般企業が新製品などを商業目的の展示を行う一般展示(Exhibition)セクションもあります。ここではCPUやGPUなどのプロセッサメーカーや、DCCツールなどのソフトウェアメーカーが数多く出展しています。 GDCのように、技術者やアーティストの求人を行っているキャリアブースセクションもあります。

プロセッサメーカーのブース。SIGGRAOH会期中には数多くの新製品の発表が行われるブースの1つ。

今年は、NVIDIAは、OpenGL4.0対応ワークステーション向けGPU/グラフィックスカードであるQuadro 7000/6000/5000/4000シリーズをSIGGRAPH会期中に発表しており、これをメインに据えた展示を行っていました。この新QuadroシリーズはGeForce GTX480系のDirectX11世代GPUコアを搭載したものになります。対するAMD(ATI)は、2010年春に発表したばかりのOpenGL4.0対応GPU「FirePro 3D V8800」をフィーチャーした展示を行っていました。こちらも、やはり同社のDirectX11世代GPUコアであるATI Radeon HD 5800系のワークステーション版になります。
これで民生向けのGeForceとRADEONも、ワークステーション向けのQuadroとFireProも、共にDirectX11/OpenGL4.0への対応が完了したことになります。

NVIDIAの「Quadro 5000」はワークス手ション向けDirectX11/OpenGL4.0対応GPU。

今年のSIGGRAPHの一般展示セクションで、独特な気を放っていたのは日本企業のキヤノンITソリューションズ(キヤノンITS)のブースです。キヤノンITSでは複合現実を本格的なビジネスとして立ち上げるための具体的な提案をブースにて展示しており、その全てを来場者が実際に体験することが出来ました。複合現実とはインタラクションの対象を現実世界とCG世界で表現される仮想世界の双方に拡張したものです(複合現実は拡張現実の一種としても捉えられることもあります)。来場者はHMDを取り付けることで、現実世界の視界に、CGが合成された世界を体験することになります。

キヤノンITソリューションズ(キヤノンITS)のブースの様子。
恐らく日系企業のブースでは今年のSIGGRAPHでは最大のブースだったと思われる。
ブース内には無数の六角形の組み合わせが描かれたマトリクスコードが張り巡らされており、これによって「被験者がどの位置を向いているのか」を取得し、また同時に「現実世界のジオメトリ情報」をも取得します。 HMDはキヤノンITS自社開発の「VH-2007」というプロトタイプで、一眼あたり1280×960ドット（アスペクト比4：3）、水平視界範囲60°、垂直視界範囲47°の視界が得られるようになっていました。映像体験としては、およそ1.5m先に100インチの立体画面があるような感じです。　HMDを付けた被験者はブース内を走り回る恐竜をHMD越しに追いかけたり、小鬼を手裏剣で退治するゲーム体験が楽しめました。現実世界の遮蔽物にCGキャラクタが隠れるといった演出は、複合現実ならではのものです。現実世界のジオメトリ構造に適合する形でCG恐竜が見えるため、現実世界における恐竜のスケール感を実感できました。これは、表示画面範囲からの飛び出し表現しか実現できない3Dテレビを超越した体験であり、かなり感動的でした。

逃げ回ったり、踊ったりするCG恐竜とインタラクションしている来場者。
現実世界の視界と合成されることでリアルなスケール感が楽しめた。

現実世界を走り回る小鬼を手裏剣で対峙していくという複合現実ゲーム「百鬼面」。開発は立命館大学。

被験者がCG再現されたコピー機を操作できるデモ…というのも複合現実らしい展示でした。これはマトリクスコードが張り巡らされた箱に対し、CGで再現したコピー機を合成することで実現していました。 HMD越しにCGで再現されたコピー機の操作パネルを被験者が触ると、実際にはこの箱の上の操作パネルに触れたことになります。被験者はHMD越しにはCG世界の操作ボタンを押すわけですが、実際には実体物としての箱の上のボタンを押すことになるのです。CGで再現されたモノに実接触できるという体験も複合現実ならではのものでしょう。こうした複合現実技術は「バーチャルプロトタイプ評価」として電機メーカー、自動車メーカーなどでは既に実用化が始まっているとのことでした。

再現されたコピー機を実際に操作するという複合実体験。

ミドルウェア系の展示で興味深かったのは「CITY ENGINE」です。 CITY ENGINEはプロシージャル技術ベースで開発された都市生成ミドルウェアで、最新バージョンのCITY ENGINE 2010は、事実上の第3バージョンになります。

CITY ENGINEの展示はLogitech傘下の“3Dマウス”メーカー、3Dconnexionブースの一角で行われていた。

プロシージャル技術とは、コンピュータで実装したアルゴリズムによって自然界に存在するものを再現したり、人間が興味を持てるほどの知的なコンテンツを自動生成したりする技術のことで、近年、実用化が始まりだした事で各方面での研究開発が盛んになってきているテーマです。　CITY ENGINEは、人口密度分布や大通りといった基本居住情報や、川や海、平地/台地/山岳のような地形情報を設定し、国や時代のような街の趣向を選択するだけで、プロシージャル技術により自動的に街や都市の3Dシーンを生成することが出来るミドルウェアなのです。　CITY ENGINEによって生成される3Dシーンの街並みは、現実世界のように、人口密度の高いところ同士は太い道で結ばれたり、細い道が坂道を避けてなるべく等高線に沿うように敷かれます。ひとたび道が敷かれれば、今度は道で区切られた土地の広さに応じて、妥当な高さの建物を建てていきます。　CITY ENGINEでは、このような「現実世界の人間の街並みがどう成長するのか」といった事象をデータベースとアルゴリズムで実装しているのです。

CITY ENGINEはプロシージャル技術によって都市の3Dシーンを生成するミドルウェア。

このクオリティの大規模な都市の3Dシーンを半自動生成できるのがCITY ENGINEの魅力。

CITY ENGINEは、そのシーンに建てる建造物についても独自のプロシージャル技術を適用して、多様性を持ちながらも統制感のあるバリエーションを展開します。
この建物モデルのプロシージャル生成の基礎技術になっているのは、植物のプロシージャル表現システムであるL-SYSTEMです。 L-SYSTEMは植物学者のAristid Lindenmayer氏が開発したもので、「自然界の多様な植物の形状には『細部の形状と全体の形状が似ている』という『自己相似性』があり、その成長メカニズムは記号の変換法則で表現できる」という理論を定式化したものです。 CITY ENGINEの開発チームは、人間が建てる建造物には植物によく似た自己相似性があることに着目し、L-SYSTEMを建造物のプロシージャル生成に応用する事を思いついたというわけです。 CITY ENGINEでは、建物の基本形状ボキャブラリーを搭載しており、これをL-SYSTEMに基づいて組み合わせていくことで建物を建造していきます。

建物の基本形状ボキャブラリーをL-SYSTEMに基づいて組み合わせていくことで、
3Dシーンに対して建物を建造していく。

都市の3Dシーンは比較的多くのゲームで必要とされますし、特に大規模な都市シーンの制作は、とてもコストの掛かる3Dコンテンツです。CITY ENGINEはプロシージャル技術によって、この制作を支援する役割を果たすことになります。現在、CITY ENGINEはPixarやDreamworksなどといった大手映画スタジオや、THQ、スクウェア・エニックス、Blizzard Entertainmentといった大手ゲームスタジオでの採用が相次いでおり、今後、注目度を増すことでしょう。まだプロシージャル技術の実用化例は少数派ですが、今後、CITY ENGINEに続けと言わんばかりに、プロシージャル技術ベースのツールがどんどん台頭してくるかも知れません。

生成した都市や街の3Dシーンは3Dモデルデータとして、
「Autodesk 3DS」や「Autodesk FBX」「COLLADA」といった主要3Dデータ形式で
エクスポートができるようになっている。
一方、現状、CITY ENGINEの都市生成ランタイムそのものを
自社ゲームに組み込むようなライセンス形態は提供されていない。

その他のSIGGRAPH2010でのトピック

SIGGRAPH会期中には、OpenGLの規格統括を行っているKHRONOSグループが「OpenGL4.1」を発表したこともホットトピックとなりました。　OpenGL4.0は、DirectX11相当のグラフィックスレンダリングパイプラインを非Windows環境下にもたらしましたが、OpenGL4.1は、このOpenGL4.0のマイナーチェンジバージョンです。大きな変更はなく、どちらかと言えば使い勝手向上のための細かいアップデートという感じですが、OpenGL ES2.0との互換性が確保された点が最大の強化点と言われています。　OpenGL ES2.0は、組み込み機器や携帯機器に向けたOpenGL 2.0のサブセットとして登場したものです。昨今のスマートフォンをはじめとした情報端末ブームに後押しされ、OpenGL ES2.0の活用が活発化したことで、OpenGL ES2.0ベースのアプリケーションをPCやワークステーション上のOpenGLで動作したい、あるいは開発したいというニーズが高まり、これをうけて、半ば“出戻り”のような感じで、OpenGL4.1にOpenGL ES 2.0の仕様が取り込まれました。

DirectX11よりも先行してバージョンアップを果たしたことから、
発表会では「OpenGL 4.1はDirectX 11のスーパーセットである」という表現が用いられていた。

この他、SIGGRAPH2010では、毎年恒例のCG映像の祭典「Computer Animation Festival」(CAF)も行われました。 CAFにはショートショート作品やリアルタイムレンダリング作品、商業映画作品のメイキング映像、学生制作のアマチュア作品などの様々な作品が出展され、極めて優秀な作品には賞の授与もあります。　今年のCAFの最優秀作品にはドイツの映像製作専門学校Filmakademie Baden Wurttemberg出身のプロダクショングループPolynoidによる作品「Loom」が選ばれました。この他、審査員特別賞にはSupercollider,LTD制作の「Poppy」、最優秀学生作品賞にはカリフォルニア工芸大学の学生Beomsik Shimbe Shim氏の作品「The Wonder Hospital」が選ばれています。

今年のCAFの最優秀作品「Loom」(http://www.polynoid.org/)。
ハイパーリアリズム的な視点で蝶と蜘蛛との戦いを描いた作品。

審査員特別賞「Poppy」(http://www.poppyfilm.com/)。
赤子を戦場で保護した戦士の葛藤を描いた実話ベースの作品。

最優秀学生作品賞「The Wonder Hospital」(http://www.shimbe.com/)。
怪しげな病院に整形手術を受けに来た少女のホラーチックな冒険物語。

終わりに

SIGGRAPHは学会としては開催規模がとてつもなく大きいため、ここで紹介できたのは、ほんの一部です。　しかし、ここて紹介したように、映画向けCG技術からゲームグラフィックス、そしてバーチャルリアリティや拡張現実/複合現実にまでを広く網羅した一大イベントである雰囲気は伝わったのではないかと思います。　来年のSIGGRAPHはカナダ・バンクーバーでの開催となる予定です。来年はどのような開催になるのでしょうか。　今年のSIGGRAPHでも関連セッションがありましたが、来年はもしかすると、今年ブームになっている立体視にまつわる関連技術のセッションが活発化するかも知れません。　というのも、映画においても、ゲームグラフィックスにおいても、「ただ立体に見えるだけ」の先にある、一歩進んだ立体視向けの表現手法が必要だと言われ始めているからです。　例えば、左目には見えるが右目には見えないという微妙な視差を効果的に応用した立体視ならではの遮蔽表現などは、今後、可能性が多く秘められていると思われます。　もしかすると、立体視にまつわる健康面に関する研究発表も色々出てくるかも知れません。
また、これまでの2D表示では問題がなかったのに、立体視になったことで通用しなくなったCGテクニックというのもあり、これの代替手法についての研究も盛んになりそうです。例えば、画面座標系のポストプロセスは、画面全体のレタッチを2Dベースで行う処理系になるので、立体視時は、視差や奥行きに配慮して行わないと、奥だけ手前だか区別の付かない、不自然な見た目になってしまうことがあります。リアルタイムかつインタラクティブな3Dグラフィックスであるゲームグラフィックスにおいて、これは致命的な問題です。
来年のSIGGRAPHの時期には任天堂の3DSも発売になっているはずですから、立体視に対する「目新しさ」が一段落した、クールな視点での様々な考察が出てくる予感がします。

関連情報

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担当：山下

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