SIGGRAPH 2005 - DMP、日本独自設計の3DグラフィックスIPコアをデモ (2) 3Dグラフィックス処理をハードウェア実装したDMP Maestroテクノロジー

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SIGGRAPH 2005 - DMP、日本独自設計の3DグラフィックスIPコアをデモ

2 3Dグラフィックス処理をハードウェア実装したDMP Maestroテクノロジー

西川善司  [2005/08/16]

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Material Maestro

材質表現の定番にBRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function: 双方向反射率分布関数)というものがあり、これをハードウェア実装したものがMaterialATERIAL Maestroだ。BRDFとは、広義には入射光に対して出力光がどうなるかを表した関数だが、実際のリアルタイム3Dグラフィックスの世界では、光の反射分布をテクスチャ化し、入射光方向、面の向き(法線ベクトル)、視線方向をパラメータとしてこのテクスチャを取り出すようなアルゴリズムを実装する。この仕組みをAPI制御できるようにしてハードウェアロジックとして提供したものがMaterial Maestroだ。

MATERIAL Maestroによる布の質感を表現しているBRDFデモ。

光が浸透して材質の中身をくぐり抜けてくる、端的に言うと人の肌のような透過材質の表現を行う、表面下散乱(Sub-Surface Scattering)という技術があるが、Material Maestroでは、"頂点単位"の表面下散乱表現をサポートするという。詳しいアルゴリズムは公開されていないが、頂点単位の異方性ライティングとBRDFを組み合わせて実現される疑似表現だと推察される。

頂点単位の表面下散乱機能を活用したスキンシェーダのデモ。

Shadow Maestro

光源を視点としてシーンの深度情報をレンダリングし(シャドウバッファの生成)、これを視線方向とシーンの深度情報を照らし合わせて複雑な遮蔽構造に配慮した影生成を行うシャドウマップ(デプスシャドウ)技法をハードウェア実装したもの。シャドウマップ技法には、影のエッジにシャドウバッファのサイズに依存した激しいエイリアス(ジャギー)を発生する弱点があるが、独自のサンプル技術により、影のエッジをぼやかす半影(ソフトシャドウ)表現を実現した。

セルフシャドウ、ソフトシャドウに対応したハードウェアシャドウマップ技法による影生成エンジン。

Particle Maestro

パーティクルシステム専用の、いわゆる3Dスプライト的な描画エンジン。特徴は、描画に際し、微細な凹凸情報の面の向き(法線ベクトル)をテクスチャ化した法線マップを伴った3Dスプライト描画ができるところ。つまり、3Dスプライトに対し、ピクセル単位の陰影処理が可能になっており、半透明の雲などをこのシステムで描画した場合、ちゃんと陰影が出る。イメージ的にはバンプマッピングをスプライトに適用できるイメージ。以前、デプススプライトと呼ばれる技術があったが、これと同種のものと思われる。

単なる半透明3Dスプライトの描画だけでなく、ピクセル単位の陰影処理までが行える。

3Dオブジェクトとパーティクル(3Dスプライト)が重なると、デプスバッファがらみの隠面問題で切り取られたような表現になってしまうがPARTICLE Maestroでは美しい浸透表現が行われる

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インデックス

目次
(1) 3Dグラフィックスプロセッサ「ULTRAY2000」の基本スペック
(2) 3Dグラフィックス処理をハードウェア実装したDMP Maestroテクノロジー
(3) PICA200 - DMP Maestroテクノロジーが携帯機器へ

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