概要：現役ゲームプランナーの視点から「ゲームにおけるレイトレーシング」について紹介！
プロフィール：わたなべ りょう
▼略歴
・明治大学政治経済学部卒
・株式会社カプコンに4年半勤務
・ゲームプランナー/アクションプランナー
・フリーランスとして独立
・特技は「テコンドー」「カポエイラ」
▼制作実績
・モンスターハンター ライズ
・モンスターハンター エクスプロア
・小説「LANCASTER《ランカスター》」
ゲームにおけるレイトレーシングとは
簡単に言えば、以下の通りです。
ゲーム上における「光の屈折と反射」を計算することで、まるで現実世界のように「陰影」「反射」をレンダリングする技術のことです。
ぶっちゃけ、分かり辛いですよね？
でも、現実世界に置き換えてみると、分かりやすいですよ。
現実だと水面や車の窓に姿が映る
なぜ姿が映るかと言えば、「光の屈折と反射」が起きているからです。
現実世界では、物理法則に従っているので特に計算は不要です。
でも、ゲームにて現実世界と同じように水面・窓に姿を映そうとする場合、リアルタイムに光の屈折と反射を計算しなければならないです。
ゲーム業界では、この計算処理のことを「リアルタイムレイトレーシング」と呼んでいる感じですね。
ゲーム上におけるレイトレーシングの役割
レイトレーシング＝光の屈折と反射の計算結果をもとにゲーム内に陰影・反射を反映する技術
とりあえず、コレだけ抑えておけば、基本概念としてはOKだと思います。
ゲームにおけるレイトレーシングの仕組み
具体的には、以下の通りです。
・ゲーム内のオブジェクトにレイ（光線）を当てることで、リアルタイムに陰影・反射をレンダリングする
・レイトレーシングの効果は「レイの総数」「レイトレーシングの対象となるピクセルの総数」「平滑度」に応じて上下する
・「レイの総数」と「レイトレーシングの対象となるピクセルの総数」を増やせば、それだけレイトレーシングの効果も強くなる
ぶっちゃけ、仕組みについてはちょっと難しいかもです。
どっちかって言うと、ゲーム開発者向けの情報ですね。
ここでは、ザックリ「ゲーム上の物体に光を当てて、陰影・反射を反映している」と思って貰えればOKです。
レイトレーシングありなしでゲームはどう変わる？
具体的には、以下の通りです。
ゲーム内にレイトレーシングが反映されていない場合、車の窓の前に立ってもプレイヤーの姿は反映されない感じです。水面に建物や山の姿が映り込むこともない感じです。逆に言えば、レイトレーシングが反映されていれば、車の窓の前に立った時にプレイヤーの姿が映り込む感じですね。
— わたなべ りょう@GamePlanner (@Studio_Creeat) August 28, 2021
ゲーム内にレイトレーシングが反映されていない場合、車の窓の前に立ってもプレイヤーの姿は反映されない感じです。水面に建物や山の姿が映り込むこともない感じです。逆に言えば、レイトレーシングが反映されていれば、車の窓の前に立った時にプレイヤーの姿が映り込む感じですね。
レイトレーシング「有」「無」でゲームの見え方を比較
レイトレーシング「有」「無」で実際にどのように映像が見えるかは、以下の通りです。
引用元：NVIDIA JAPAN
イチバン分かりやすい比較部分は、動画02:30～02:48です。
ゲーム内における見え方は、以下の通りでした。
- レイトレーシング有の場合：水面に炎の姿がクッキリ映り込んでいる
- レイトレーシング無の場合：水面に炎の姿は映っていない
レイトレーシングの機能については、コレでだいたい把握できたかと思います。
次はメリット/デメリットについて紹介していきますね。
レイトレーシングのメリット/デメリット
具体的には、以下の通りです。
ゲームにおけるレイトレーシングのメリット
- ゲーム内に陰影・反射が反映されるのでよりリアル寄りになる
- 水面/窓/鏡に姿が映り込むため、遊びの幅が広がる可能性がある
ゲームにおけるレイトレーシングのデメリット
- レイトレーシングの対象となるピクセルの数に比例して負荷が大きくなる
- レイトレーシングの効果を強くすればするほどフレームレートも低下する
ぶっちゃけ対人ゲームには向いてない
レイトレーシングをする以上、どうしてもフレームレートは下がってしまいます。
個人的には、FPS/格闘ジャンルといった数フレ単位で競うゲームにはあまり向いていないとは思っています。
ただ、オプションから選べる分にはありがたいかもです。
ゲームにおけるレイトレーシングの役割
最後にもう一度まとめておきますね。
・レイトレーシング＝光の屈折と反射の計算結果をもとにゲーム内に陰影・反射を反映する技術
・レイトレーシング有の場合：水面/窓/鏡に姿が映り込む
・レイトレーシング無の場合：映り込まない
・レイトレーシングは現実感（フォトリアル）を作るうえで重要
・しかし、負荷は高くなるので、FPSも低下する
最新ゲームのレイトレーシング技術
最近のゲームで言えば、PC版『フォートナイト』にレイトレーシング対応が入ったので、参考までに動画を共有しておきますね。
引用元：フォートナイト 公式
ライティングについて勉強したい方へ
ライティング周りの基礎知識は、コチラの本にまとまっているので、読んでおくと勉強になりますよ。
デザイナーだけではなく、プランナーでも役に立つはずです。
今回はこんな感じで終わりたいと思います。
