今年の GDC の Epic ブースの家具付きの上層階で、私は会社の創設者である Tim Sweeney と座りました。私たちはそこにいて、屋内と階段を降りて、素晴らしいアウトドアについて話し合いました。ゲーム エンジンを使用して屋外環境を制作するという課題、エピック自身がその課題にどのようにアプローチしているか、そして次の大きな研究分野は何なのかについて、もっと知りたかったのです。しかし、具体的なものを見るために、Unreal Engine のデモから始めました。その映画では、スコットランドの地形をモデルとした、ニュージーランドからスキャンされた植物が生息する地域を凧を追いかける少年を追っています...
ティム・スウィーニー：昨年の GDC でお披露目した Kite のデモをご覧になりましたか?それは広大な屋外スペースです。私たちは実際にスコットランドのデジタル標高地図の 1 つをダウンロードしました。これは、ライダー スキャナーを使用して飛び回る飛行機から収集されたデータであり、現地の地形標高の正確なデジタル表現を把握しています。そこで私たちはスコットランドの 48 平方キロメートルの地域を忠実に再現しました。しかし、それはそれぞれの場所の高さの違いにすぎません。そこにどのような種類の植生が属するかの詳細を手順に従って入力する必要がありました。
それには 2 つのステップがあります。まず第一に、植物や岩などすべてのモデルと一致を得るために、大量の植生をスキャンします。次に、どこに配置するかを決定します。
ピップ: 写真測量のようなスキャンですか?
ティム・スウィーニー：はい。写真測量。基本的に、アーティストは標準的なデジタル カメラを使用して、さまざまな角度から岩の写真を 100 枚撮影します。それを行うには通常のカメラだけです。次に、事前にパッケージ化された特別なソフトウェアを使用して、さまざまな写真をすべて分析して 3D モデルを生成し、それらがどのように組み合わされるかを把握し、ゲームで出荷できるものに非常に近い 3D モデルを生成しました。これで作業の約 95% が完了しました。次に、アーティストがデータの小さなエラーを取り除き、完璧に磨き上げます。
これにより、必要な労力が大幅に削減され、リアリズムも大幅に向上します。アーティストが岩石の細部をすべて再現したり、石がどのような形状であってもその原因となる物理学的な幾何学構造を理解するには多大な労力が必要になるからです。一方、本物をスキャンすると、すぐに本物が得られます。
そこで、そのようにして何百ものオブジェクトをスキャンします。面白いのは、私たちがデモを作成していたのは真冬で、スコットランドの冬はあまり美しくないため、チームは実際にニュージーランドに飛んで、現場に人員を配置できるWETAデジタルチームと協力しました。当時彼らは私たちと一緒に別のデモに取り組んでいたのですが、彼らが協力してくれて、私たちはニュージーランドの岩や植生、植物、それに使用するあらゆる種類のさまざまなテクスチャをスキャンしながらニュージーランド中を歩き回りました。次に、それをデジタル標高地図と組み合わせるために、ある地域の生態系の非常に大まかなシミュレーションを作成する必要がありました。北向きの斜面は日光が少なく、地面に水が多いため、植生がより豊かになりますが、生育条件がより厳しいため、より多くの草やそのようなものが育ちます。
斜面のアスペクト比と表面に関連する水の流れに基づいて、あらゆる種類の異なるプロシージャル バリエーションを作成し、かなり現実的に見える方法でスコットランドの 48 平方キロメートルをプロシージャル植生で [埋め込み] ました。地形内の峡谷は自然に受け入れられました。そこには泉と水が岩を流れ落ちているため、緑豊かな植物が生い茂る一方、尾根の頂上には植生がまばらで、ところどころにやせた木々が生い茂っています。
そこで私たちはすべての作業を行い、チームは手順に従ってシカや鳥などの動物を、彼らの放牧の好みに応じてすべて配置しました。鹿は草を食べる場所などでしか見つかりません。シミュレーションはランダム化されましたが、非常に魅力的な環境を生成し、デモの基礎として機能しました。次に、アニメーターが現場に入り、シーンで凧を揚げる子供を登場させ、凧を走って追いかけさせ、それを中心としたストーリーを作成しましたが、手続き型環境シミュレーションとすべての写真測量モデルのスキャンがなければ、そのようなものを作成することは不可能でした。私たちのチーム全員を動員した素晴らしいデモです。
ピップ: これらのスペースを作成する鍵となるのは写真測量ですか、それとも一貫性、または浸食パターンや生態系などについて適切な外部の専門家に教えてもらうことが重要ですか...?
ティム・スウィーニー：それらすべてが一緒だと思います。コンピューター グラフィックスの本当に難しい点は、人々は現実世界のシーンがどのように見えるかについて膨大な経験を持っているため、どのシーンでも最も弱い部分を簡単に見つけることができるため、すべての部分を同等に強くする必要があり、そうでないと弱点が目立つことです。フォトグラメトリは、オブジェクトを間近でリアルに見せるための鍵でした。この巨大な地形のどこにいても、多くのオブジェクトが近くにあるため、それらを完璧に見せることが重要でした。
オブジェクトを写真測量的にスキャンできるだけでなく、それらにリアルなライティングとシェーディングを適用することもできます。濡れた表面からの鏡面反射や、実際に光沢のあるハイライトを適用できるのに対し、粗い乾燥した表面はまったく異なる外観を持つため、アンリアル エンジンのライティングとシェーディング モデルは次のようになります。そのためには本当に重要です。
その後、カスタムの植生と樹木をシミュレートして表示するには、多くのカスタム作業が必要でした。しかし、シーンの遠く離れた部分を正しく見せるためには、手続き主義が本当に重要な点でした。これらすべてを手作業で構築しようとすると、100 人が 1 年間働く必要があるかもしれませんが、実際には 10 人ほどが 2 か月間働きました。
それは人々の努力の相乗効果であり、私たちは実際には表面をなぞっただけだと感じています。これを次のレベルに進めれば、異なる環境、異なる生態系、異なる地域にまったく異なる動植物が存在する地球全体を構築できるかもしれません。
ピップ: それが現実の場所や現実にインスピレーションを得た場所の再現ではなく、より様式化されたものである場合、閉鎖された空間ではなく、そのエリアが「適切」で「屋外」であると感じるために、どのようなものに注目するのか、またはどのようなキーストーンになるのか疑問に思ったのですが。
ティム・スウィーニー：それは素晴らしい点です。非常に繊細なところがあります。照明と陰影、つまり環境内で見られる周囲の色だけがそれに大きな影響を与えると思います。屋外のシーンでは、太陽が大気中を移動する様子が物事に非常に大きな影響を与えます。
太陽の色は私たちが完璧な白として認識しているものですが、太陽が大気中を通過すると、青い光がすべて大気中で反射し始めるため、太陽からの直射日光は赤/オレンジ色に見えることを認識する必要があります。青光は上層大気中の酸素とオゾンによって拡散されるため、空は青いのです。直接照明と大気散乱による間接照明の間の相互作用が得られます。
ただし、雲や曇り具合によっては、さまざまな効果が得られます。それらは本当に非常に微妙です。光は地面から雲に反射して戻ってくるため、雲は実際に地色の要素を帯びます。これらすべての影響は非常に微妙なので、外にいるときはあまり気づきませんが、ビデオゲームがそれを行わない場合、それが間違っていることに気づきます。
ピップ: 『The Witness』の仕事をしていたルイス・アントニオと話していて、建築家に要塞化された建物がどのように崩壊するかを教えてもらっているので、奇妙にも間違っているようにも見えないと言ってました。
ティム・スウィーニー：すごいですね。漫画で読む漫画のような、最も極端で様式化されたアートワークを見ると、レンガの家が 3 個ほどのレンガで描かれた空白の家として表現されていることがよくあります。私は幼い頃、それを次のように見ていたのを覚えています。 「なぜそこにはレンガが3つしかないのですか？」しばらくすると、あなたの脳は詳細を埋めるだけです - 「分かった、レンガの家だ」。このように脳はさまざまなトリックを仕掛けてくるので、ゲームがそのような様式を取り入れているのを見るのは素晴らしいことです。極端なミニマリズムみたいな。ここの屋外ゲームの 1 つは、大部分が平らな日陰の世界ですが、ところどころに草が生えているので、「よし、ここは牧草地だ！」という感じです。 （笑）
ピップ: ゲーム制作の経験の中で、あなたが遭遇した最大の技術的課題は何でしたか。それは照明ですか、それとも適切な雰囲気を得るために真剣に取り組まなければならなかった他の側面はありますか？
ティム・スウィーニー：そうですね、私は本当に幸運なことに、最初からリアルタイム PC グラフィックスに携わっていました。私がこれを始めたのは、Doom が最初のアンリアル エンジンで登場した直後の 1995 年でした。テクスチャ マップ サーフェスや基本的なライティングなどを描画するためのツールやアルゴリズムをすべて構築したことを覚えています。
私はいつも、2 つの壁を一緒に配置するような小さなデモンストレーション レベルを作成していましたが、驚くべきことに、それをアーティストに渡すと、ツールを使用して数週間後にアーティストが桁違いに優れたものを構築することになります。 「なんてことだ、テクノロジーにそんなことができるとは思わなかった」みたいな。
これは、プロジェクトのあらゆるレベルに、本当に深い技術的および芸術的専門知識を持つ人材を配置することの重要性を浮き彫りにしていると思います。シーンのすべての側面が正しく見える必要があり、そうでないとエラーが発生するため、深い専門知識が必要です。
そこではキャラクターが大きな挑戦になります。キャラクターに対する照明の動作をシミュレートするのは非常に困難です。白く塗られた壁は本当に描きやすいです。私たちはその物理学を正確に知っていますが、人間と皮膚は本当に複雑です。
マネキンと人間の違いを見ると、最も明白な違いは、光が実際に皮膚に数ミリメートル浸透し、周囲に拡散することです。私たちが肌の色として見ているものの多くは、実際には小さな微細な血管や跳ね回るものの色です。だからこそ、顔に非常に繊細さが見られるのです。
人の目や口の動きを見ると、さらに微妙です。それにモーションを追加すると、適切な顔のアニメーションが必要になります。これはすべて非常に困難です。そして、光が環境の中で反射する方法も重要です。
一番最初のアンリアル エンジンは、どのサーフェスに光が直接当たったか、そしてそれらの領域が明るく、他の領域が黒であることを認識しました。それはひどく間違っているように見えました。実際には、光はシーンを横切るときに何度も跳ね返り、最終的に目に当たるからです。通常、目に届くまでに、壁やあらゆるものからの反射を何度か通過しているため、色が微妙な方法でシーンの周りで反射し、完全に暗い領域はありません。
それを正確に行うために必要な計算だけでも、信じられないほど膨大です。完全な詳細をオフラインで実行することしかできず、その一部を間近でキャプチャするリアルタイム シミュレーションがありますが、これらすべての詳細を合計し、それぞれを十分なレベルの精度で実行すると、現実的なシーンが作成されます。それを達成するには、その分野の絶対的な専門家である何十人もの人々が必要でした。
ピップ: ゲーム エンジン用に持っている一連のツールやソフトウェアをどのように調べて、不足しているものがないか、アップグレードや微調整が必要かどうかを判断しますか?きっと色々な形で交流があると思いますが…
ティム・スウィーニー：私たちのエンジンの構築は、ゲーム構築の経験に基づいて大規模に行われます。アンリアル トーナメント、パラゴン、これらのプロジェクトはいずれも消費者向けの製品を作成しているだけでなく、実際にはテクノロジーを形成しており、より良いキャラクターや環境、その他すべての実装を私たちに促しています。
ゴムと道路が接する場所ですよね？このテクノロジーは業界の多くの優良企業で使用されていますが、もし私たちが独自のゲームを作成していなかったら、各社が本当に必要としているものを理解するのは非常に困難だったでしょう。さまざまなことを求める声の不協和音があるかもしれません。そこで何が必要なのかを直接、実証的に知っていない限り、どうやって優先順位を付けるのでしょうか?
また、技術デモの作成を通じて、より最先端かつ不確実な取り組みを進め、何が可能なのかを解明しようとしています。これらのデモの 1 つを構築するとき、何を作成したいのかについての一般的なアイデアはありますが、完成にかなり近づくまで、それがどのように機能するかは実際にはわかりません。
Kiteのデモもそんな感じでした。それは一つのことで始まり、別のことで終わりました。終わり近くになるまでキャラクターを登場させる計画すらなかったし、それがピクサー風の感動体験になるとは予想もしていませんでした。
ピップ: だからこそ、これらのことが 1 つのメディア タイプに限定されるのではなく、他の業界や分野を取り入れることが重要だとおっしゃっていたのだと思います。なぜなら、他の業界や分野が取り入れられて新しいものをもたらすからですか?
ティム・スウィーニー：それは、ゲーム業界外のパートナーと協力する上で最もエキサイティングな部分です。 McClaren と協力して、彼らはリアルタイムでのカーボンファイバーの完全に正確な表現と、車を非常に特徴的に見せるメタリックな異方性ペイントを絶対に必要としていました。近似だけでは十分ではありません。
私たちはこれらの問題を詳細に研究しましたが、何が必要なのかはかなり複雑でした。そこで私たちは彼らと協力して、新しいマテリアル ライブラリとしてこれらのマテリアルをすべてデジタルで再作成しました。階下には、マクラーレンの車とアンリアルのマクラーレン 3D モデルが展示されています。一人一人写真を撮って父にメールしました。 「どっちがどっちだか当ててみろよ！」って感じでした。 （笑）
それは本当に正確です。しかし、エンジン機能を動かすような顧客の非常に具体的な問題を掘り下げており、一度その機能を作成すると、それはさまざまな人によって百通りの異なる方法で使用されることになります。しかし、もし私たちが最初の一歩を踏み出していなければ、そこには到達できなかったと思います。
アパートやオフィスビルを建てる前に、物理的に正確に表現する必要があるものを作成する建築家と協力することも同じです。彼らは、3D モデルが正確であることを条件として、最大 10 億ドルの物理的構築を行っています。
こういったことが実際に行われているのを見ると、私たちは本当に驚かされます。そしてそれは確かにエンジンを改善し、これらの利点はゲーム業界に還元され、結果としてより良いゲームも生まれます。
ピップ: 将来を見据えて、あなたが個人的に投資しているものを現在よりも正確に表現したいという問題や未解決の願望はありますか?
ティム・スウィーニー：大規模な研究が必要と思われる分野が 2 つあり、私たちが優先的に取り組んでいます。一つは現実的な人間です。ここ GDC では、フォトリアリスティックなキャラクターのリアルタイムのフェイシャル モーション キャプチャを使用して、当社の最先端の作品とパートナーの最先端の作品の絶対的な最高のものを展示しました。
ピップ：忍者理論のやつ？
ティム・スウィーニー：ええ、ええ、ええ！しかし、目、皮膚、髪、そしてこれらすべての問題は解決するのが非常に困難です。しかし、それは実際には表面をこすっただけです。これは、最先端のゲーム開発者向けのツールです。しかし、次のステップは、ゲーム内でリアルタイムでそれを実行できる内向きカメラを備えた VR および拡張現実ヘッドセットです。他の人々と共有の 3D 仮想世界に存在し、感情レベルでコミュニケーションを取りたいと考えていますが、それを大衆に提供するにはさらに多くの作業が必要になります。
非常に重要なもう 1 つの領域は、大規模な世界を作成するためのより効率的なパイプラインです。基本的には世界構築。 Minecraft の使いやすさとスケーラビリティを備え、誰でも手に取って何かを作り始めることができるものを求めていますが、Unreal Engine のグラフィックスと視覚的な品質と忠実度は備えていません。
それは、いくつかの大きなギャップを埋めることを意味します。現在、大規模なチームを持つプロのゲーム開発者は、実際にそのような広大でリアルな環境を作成できますが、それには莫大なコストがかかります。私たちはそれを皆さんにお届けしたいと思っています。それには、モデリングや世界のプロシージャルな作成のための多くの新しいツール、テクノロジーが必要になります。
たとえば、彫刻家が行うようにワールド内でジオメトリをドラッグしていくつかの山を彫刻し、「これに入力してください」と言うことができればいいのですが。これで、いたるところに木と川が茂る森ができました。でも、「いや、もっと砂漠が欲しかったんだ！」みたいな。わかりました。植生がまばらになり、地面にはたくさんの石があり、ガラガラヘビがあり、川のそばに木があり、それだけです。
このレベルの手順制御が本当に必要です。私たちはそのための多くの構成要素を構築する方法を学びましたが、業界全体でそのような大きなソリューションにまとめた人は誰もいません。したがって、これは今後数年間継続的な研究課題となるでしょう。
ピップ：お時間をいただきありがとうございます！
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