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)

プロシージャル技術の第一ステップ～コンテンツを言語や記号で表現すること

テクスチャ生成関連のプロシージャル技術の進化促進は、「TOY STORY」などのCGアニメーション映画の制作元として知られるピクサーが1989年に発表したオフラインCG制作システム「RENDERMAN」に含まれる「RENDERMAN SHADING LANGUAGE」(RSL)によってビッグバンを向かえた、と宮田氏はいう。

プロシージャル(Procedural)とは直訳すれば「手続き」であり、RSLにはまさにテクスチャを「手続き」として記述できる特徴を備えていた。

下図は、CGの分野でプロシージャル技術が話されるときに例示される「煉瓦模様」をRSLで記述した例だ。

これは、煉瓦の幅と高さ、セメント(煉瓦の隙間に敷き詰められた白い部分)の幅などを設定することで、任意の煉瓦模様テクスチャを生成できるものとなっている。実際の適用時には、煉瓦とセメントの色が単色だとリアリティに欠けるので、周期ノイズ関数を媒介させて変化を盛り込んでいる(煉瓦の赤の明暗のばらつきがそれ)。プログラムソースの全リストはここで参照できるので興味のある人は見てみて欲しい。

こうした作り手にスクリプトを書かせるアプローチで、コンテンツを生成させる手法は、最も基本かつローレベルなプロシージャル技術だといえる。

煉瓦の例で行けば、煉瓦テクスチャを生成するのはRSLのランタイムだが、煉瓦テクスチャそのものの実装は人間が行ったので、RSLそのものはプロシージャル技術というよりは、プロシージャル・ツールという位置づけになる。

こうしたスクリプト言語的なプロシージャル技術はテクスチャ生成だけでなく、3Dモデル生成向けのも開発されている。その代表例として宮田氏は「Generative Modeling Language」(GML)を紹介した。

GMLでは3Dモデルの基本形状(プリミティブ)を言語で記述していくもので、算術関数と組み合わせていくことで多様かつ複雑な形状を構築できる。

より複雑な記述を加えていくことで幾何学的な模様を擁した立体モデルをも生成が出来る。難易度はそれなりに高い手法だが、正確な寸法で、しかも複雑な反復模様的な形状をもった3Dモデルを制作したいときには、人間が角度や座標を気にしながらモデリングするのと比べて効率が高いかもしれない。GMLについてより詳しく知りたい人はこちらを参照して欲しい。

最新のプロシージャル技術は、こうした基本的な「手続き型アプローチ」の、いわゆるスクリプト的なプロシージャル技術をベースに起きながらも、さらに発展させたものへと進化している。

代表的なものはスクリプト的プロシージャル技術をビジュアルインターフェース(GUI)に載せて応用性を付加したオーサリングシステムの形態だ。

宮田氏が紹介したのは米Darkling Simulations社の開発した「DarkTree」であった。

これはシェーダやテクスチャをGUIベースで開発できるシステムで、任意の構成部品を組み合わせ、そこに変調パラメータや"種"となるデータを与えることで自在なテクスチャやシェーダを生成できるものになっている。DarkTreeではユーザー(アーティスト)の使い方や感性次第視ではリアル系なものから幻想的なものを作ることができ、実際に既に商用ゲームや映画CGでの開発シーンにおいて実用化が行われている。

任意のコンポーネントを繋ぎ合わせ、各コンポーネントで変調パラメータをセッティングしていくというDarkTreeのやり方は、映像と音というメディアの違いはあれど、前述したFM音源の発信器とパラメータ変調の関係によく似ている。

「デザイナ(アーティスト)とはこれまでは画が描ける人を指していた。しかし、プロシージャル時代においては、コンピュータ上で動作する"画を描くプログラムを設計できる人"がデザイナと呼ばれる人になっていくのではないか」(宮田氏)

ゲームにおける"画"の制作はドット絵師主流から、3Dゲームの台頭で3Dモデラーという新しいアーティストを出現させた。宮田氏のいうようなデザイナやアーティストの定義の変革が起こるかの議論は置いておくにしても、いずれにせよ、演算力無料時代のプロシージャル技術が当たり前となったとき、こうしたプロシージャル・ベースのオーサリングシステムを使いこなす技量がデザイナやアーティストに要求されることは間違いない。