CEDEC 2008 - コンピュータが知性でコンテンツを自動生成--プロシージャル技術とは(前編)

我々の身近なプロシージャル技術

多細胞生物は複雑な細胞構造を持つが、理論上は遺伝子をベースにタンパク質を合成していけば複雑な生物が合成できることも知られている。大胆なたとえをすれば、遺伝子がプロシージャル技術であり、その成果物としての生物がプロシージャル技術によって生成されるコンテンツと言うことになる。

まぁ、これは飛躍しすぎたとしても、筆者的には、我々パソコンユーザーやゲームユーザーにおいて最も身近で普及を果たしたプロシージャル技術といえば広くパソコンやゲーム機に採用された「FM音源」(FM:Frequency Modulation)ではないかと思っている。

FM音源は、全ての音波が多様な周波数、位相、振幅のサイン波の合成波で表現できるという理論に基づいて作られたものだ。FM音源ではサイン波の発信器を、実在する楽器の発音のメカニズムに似せた形で繋ぎ合わせた「アルゴリズム」セットが用意されていた。音を作り込む時には、作りたい音の種類に合いそうな任意のアルゴリズムを選択して、その各発信器で入力波形を任意のパラメータで変調して(畳み込んで)音を作り上げていく。現実世界の音をデジタル録音すると(音長にも依存するが)数百キロバイトから数百メガバイトのデータ量になる。しかし、FM音源であれば数十バイトの変調パラメータだけで鳴らしたいだけの長さの音をいくらでも鳴らせる。もちろん、現実世界の音よりも安っぽくなるケースも多いが、当時の数十キロバイト～数百キロバイト程度のメモリしか持たないパソコンにとっては費用対効果の面で大きなメリットがあったのだ。

現在、注目されているプロシージャル技術も、表現したいコンテンツをなるべく少ないパラメータで算術的に合成する……という発想の方向性としてはFM音源と同じだ。

さて、近代プロシージャル技術となると、宮田氏の分析によれば本格的な研究開発は1980年代後半から盛んになってきたとしている。

主に研究対象として盛んだったのは大理石、木目、岩といった自然物を表現するテクスチャの自動生成だ。水、煙、炎といったテーマも研究対象であったが、この分野は、近年では流体物理シミュレーションを実装するような直接的なアプローチへと移行しつつあるという。

「プロシージャル技術と物理シミュレーション技術の線引きは難しい」(宮田氏)

リアルを突き詰め完全な自然再現、現実模倣を目指すのが(物理)シミュレーション、擬似的な手法で満足できるレベルのものを合成するのがプロシージャル技術……大体そんな解釈で正しいのではないかと思う。