CEDEC2008現地レポート

　「METAL GEAR SOLID 4」関連セッションレポートのその2では、「MGS4」の最大の魅力であるプレイステーション 3のコンピューティングパワーをフル活用して生まれたグラフィックステクノロジーに関連したセッションの模様をお届けする。

初日の「『METAL GEAR SOLID 4』のデザインワークフロー」では、「TGS-2005 TRAILER」での実験の失敗が報告された

　「MGS4」の歴史は、2005年の東京ゲームショウで衝撃的なデビューを遂げた実機デモ「TGS-2005 TRAILER」に端を発する。しかし、この時期から追っていたメディアや熱心なファンなら誰でも知っていることだが、「TGS-2005 TRAILER」の映像と、2008年6月12日に発売された製品版の映像は、そのクオリティに明確な差異がある。「TGS-2005 TRAILER」で実現していた圧倒的な3DCGクオリティは、製品版では限定的にしか実装されていない。どちらも実機による映像であるはずなのに、なぜクオリティが違ってしまったのか?

　それはPS3の仕様が確定する前から、「MGS4」の開発をスタートさせていたことが最大の要因となっている。「MGS4」の開発途上で、ようやくPS3の仕様が確定した時に、PS3のスペック的に「TGS-2005 TRAILER」のクオリティはもはや実現できないことが明らかになったのだ。

　しかし、発売を辞めるというわけにはいかない。そこで、現場の開発スタッフは「TGS-2005 TRAILER」の映像を基点に、いかにクオリティを下げずに、実装にこぎ着けるかという、無理難題との戦いとなった。CEDECの技術セッションとしてはこれ以上は望めない絶好のモチーフだが、どちらかといえばあまり外に出したくなかったはずであり、それにも関わらずゲーム産業のために情報を提供してくれたＫＯＮＡＭＩには最大限の讃辞を送りたい。

■　「MGS4」でHDRレンダリングを初採用。しかしFP16を使えなかったばかりに……

コナミデジタルエンタテインメント 小島プロダクション プログラムユニットテクニカルディレクターの高部邦夫氏

ゲームを知らない人のために「MGS4 2008 Summer Trailer」が紹介された。発売後に公開されただけあって、内容的な充実度は非常に高い

HDRレンダリングのわかりやすいメリット例。明るいシーンと暗いシーンが混在するケースで特に力を発揮する

「MGS4」のライティングはかなり贅沢に光源が用意されている

　「MGS4」のグラフィックス関連のセッションは2つ行なわれたが、本稿では、2日目に行なわれた「『METAL GEAR SOLID 4』に使われた技術等の紹介」を中心に取り上げたい。講師はコナミデジタルエンタテインメント 小島プロダクション プログラムユニットテクニカルディレクターの高部邦夫氏。

　高部氏から語られたのは文字通り「MGS4」に採用された技術とその実装経緯、実装プロセスの紹介だったが、至る所で制限、制約との戦いであったことが明かされたのが衝撃的だった。ポイントとしては、「実装も検討したが断念」したのではなく、「実装したがPS3では無理だったので、別の方法を試さざるを得なかった」という苦渋の決断の連続だったことだろうか。

　高部氏は、まずはじめにレンダリング技術の解説を行なった。「MGS4」では、スニークアクションとしてのリアリティを追求するためにHDR(High Dynamic Range)レンダリングをシリーズで初めて採用している。目的は、明暗シーンの混在をリアリスティックに再現することと、ブラーや被写界深度の見栄えを良くすることの2点。

　その実装プロセスに関しては、当初、PCゲーム界では至極一般的なアプローチであるFP16(16bit浮動小数点)を使ったHDRレンダリングを行なっていたが、FP16ではMSAA(マルチサンプリングアンチエイリアシング)の機能が使えないことや、半透明のフィルレートの問題などから、実装途上の段階でFP16を使用することを断念し、32bit/pixelのバンド幅でHDRを実現するHDRエンコードを新たに採用することになった。

　HDRエンコードを採用した結果、今度は半透明の直接描画ができないという新たな問題が発生したため、これを解決するためにブレンドバッファレンダリングを介して描画を行なうという手法を採用。さらに、半透明処理の描画負荷を軽減するために、ブレンドバッファを縮小して用いるという小技まで駆使して、HDRレンダリングを行なっている。

　FP16によるHDRレンダリングは、2005年にリリースされた「Half-Life 2: Lost Coast」で実現された技術。「Half-Life 2」は、今回の関連セッションにおいても「MGS4」の開発に大きな影響を与えたタイトルであることが語られていたが、「MGS4」ではFP16によるHDRレンダリングが使えなかったばかりに、かなり遠回りしている。

　高部氏は次にライティングの解説を行なった。「MGS4」では、キャラクタと背景でライティングの手法がそれぞれ異なり、ベーシックな平行光に加え、環境光、リムライト、点光源などが採用され、背景にはさらに焼き込み型の環境光や、「MGS4」独自のアプローチである「分離プリライティング」の手法が用いられていることが語られた。

　ライティングについては特別な技法は用いられていなかったが、環境光には半球ライトを用い、アーティスト側による独自の調整を可能にしたこと、リムライトでは順光ではソフトライティング効果、逆光時はハイライト効果を演出したことなどが披露された。

　ライティングで時間をかけて説明が行なわれたのが背景に使用されている分離プリライティング。これはＫＯＮＡＭＩオリジナルの用語だが、頂点に対して基準3方向のライティング結果の情報を埋め込んでおき、シェーダーで合成するというライティング技法で、前述の「Half-Life 2」でもラジオシティノーマルマッピングという表現で採用されていた技法だ。

　高部氏は、分離プリライティングのメリットとして、単純なライトマップに比べ、テクスチャの消費量が抑えられ、動的な変更が可能なことを挙げたが、PS3のRSXとの相性が良くなく、別途カリングやLODが必要になるという。結局、ライティングでも機能制限による二度手間が発生したわけだ。

【HDRレンダリング】
「MGS4」のHDRレンダリングは、一般的なFP16のアプローチが使えなかったがために、HDRエンコードレンダリング、ブレンドバッファレンダリング、縮小バッファレンダリングの3つの技法を組み合わせて行なっている

【環境光は半球ライト】
「MGS4」の環境光は半球ライトが採用されている。左のスライドがその効果で、右側のスネークの右腕の陰が自然に表現されている。この半球ライトは、デザイナーが配置、調整が可能

【分離プリライティング】
技法的には、「Half-Life 2」のラジオシティノーマルマッピングと同一だという分離プリライティング。直接光、間接光の両方に効果がある

■　エフェクトやムービーにも機能制限や制約との戦いが

エフェクトの変化のさせ方は、「MGS3」と同じ頂点カラーの変更というレガシーな手法で対応しているという

　技術解説3つ目は「エフェクト」である。「MGS4」では、フォグ、積雪、水濡れ、焦げといった数々のハイクオリティなエフェクトでゲームを盛り上げてくれる。しかし、その手法は意外にもレガシーなものが含まれていた。汚れ(濡れ、焦げ、血)に関しては、非シェーダー世代のゲームである「MGS3」と同じ、頂点カラーの変更によって処理されていた。この処理については、多くの開発者にとっても意外だったようで、場内からは笑い声が上がっていた。

　この理由について高部氏は、「理由はいろいろあるが、最大の理由はこれ以上テクスチャを増やせなかったこと」だとという。「1つのシェーダーの中で参照するテクスチャ枚数に上限を設けていたため、他の部分のシェーダーですでに多くのテクスチャを使ってしまっていたことから、これ以上テクスチャを増やすのは難しいという実情があった」と絞り出すような声で報告してくれた。ちなみにスネークのみは特別扱いで、濡れた際にスペキュラーが変化するようだ。

　エフェクトの処理方法については、まず、積雪については別途“雪のかぶせモデル”を用意し、モデルの頂点ごとに雪の積雪量を求め、αとして焼き込むという丁寧な処理が行なわれている。水面については、シミュレーションも検討したというが、見栄えがあまりよくなかったため、疑似表現を採用。被写界深度表現については、次世代機らしくレンズの“ぼけ量”をそのままシミュレーションする技法を採用したというが、ぼかし処理そのものはシェーダーによる19点サンプリングという力業となり、非常に重い処理となってしまったため、最終的にはさらに軽い簡易版も用意し、ケースによって使い分けたという。

　そして「カメラ前フォグ」である。中東、南米ステージにおける砂煙や、モセスステージにおける吹雪など、スネークとカメラの間に流れるエフェクト全般を指している。

　高部氏によれば、カメラ前フォグは「MGS3」の頃からあったということだが、「MGS3」では半透明処理が協力だったため、全画面に対して煙のテクスチャを貼り付ける処理で対応していたという。今回はPS3にプラットフォームが進化したものの、やはり半透明処理のフィルレートが足りないということで、今回は今回で工夫が必要だったと言うことだ。具体的には専用の1/16サイズの縮小バッファを用意し、それに大量の煙を描画して、シェーダーを介して描画を行なうという手法が用いられている。

【積雪エフェクト】
比較的わかりやすいエフェクトのひとつである積雪エフェクト。実際に体験して感動した人も多いのではないだろうか

【水面エフェクト】
「MGS4」の水面は疑似表現。理由は、パフォーマンスではなく見栄えだという。かっこよさにこだわる小島プロダクションらしい答えといえる

【カメラ前フォグ】
カメラ前フォグは、ファーストステージから表現されているため、気づいた人も多いだろう

社内で「ポリゴンデモ」という呼称で呼ばれているというリアルタイムムービー。「MGS」シリーズでは欠かせない存在だ

リアルタイムムービーシーン。このままシームレスにゲームシーンへとつながっていく。ただし、キャラクタデータの圧縮率は、微妙に異なるようだ

　続いて高部氏はデプス値の活用法やスクリプト言語の利用などもレクチャーしてくれたが、若干専門的過ぎるのでカットして、最後にムービーの処理について紹介したい。

　「MGS4」は、とにかくムービーシーンが多いゲームだ。種別としてはゲーム全編において展開されるリアルタイムムービー(ＫＯＮＡＭＩの呼称では「ポリゴンデモ」、「ポリデモ」)と、ゲーム中、一定の条件でフラッシュバックされる2Dのムービーの2種類だ。驚くべきは、この2種類のムービーすべてをリアルタイム処理していることだ。

　リアルタイムムービーは、「MGS」シリーズの魅力の源泉といってもいいシーンであり、初代から一貫して採用し続けられている。いかに昔の段階からリアルタイム処理にこだわり続けてきたかを示す証拠として、「ポリゴンデモ」という呼称が何よりも雄弁に物語っている。

　高部氏はリアルタイムムービーのメリットとして、低容量、長時間再生が可能なことを筆頭に、インタラクティブ性やシームレス性、動的な変化への対応の早さなどを挙げた。「MGS4」では、時間軸でデータ圧縮、フレーム単位にスライスしてパケット化を行ない、さらに字幕、サウンドなどを付加した上で、独自のストリーム形式に合成して利用、という複雑なプロセスを経て再生されている。

　ムービーの処理については、初日の「MGS4」デザイナーセッションでも語られたが、3dsMaxの社内プラグインを利用することで、デザイナーがダイレクトにエフェクトの設置や全体の流れの調整を行なうことが可能となっている。もちろん、実機によるプレビューも可能だ。

　苦労した点としては、モーションのデータ量の増大に対応することだったという。キャラクタの関節数の増加、同時表示オブジェクトの増加、HD解像度に耐えられるような圧縮モーションの品質向上などがその理由だ。少しでもデータ量を小さくするために、キャラクタとカメラとの距離を測定して、カメラから離れたキャラクタの圧縮率を上げ、近いキャラクタは下げることで、データサイズの下げながら、全体のバランスを取っていったという。

　そして2Dのムービー。こちらもリアルタイム処理を採用。その背景にはやはりファイルサイズの節約欲求が強かったためだという。Blu-Rayディスク専用タイトルで、容量の制限というのは、あまり実感を伴わない話ではあるが、サウンドセッションの戸島氏、デザインセッションの根岸氏、そして本セッションの高部氏とも、異口同音にコメントしており、揺るぎようのない事実だったことを伺わせてくれる。なお、質疑応答では、気になるBlu-Rayの“中身”についての質問が出たが、回答は伏せられた。何にそんなに使っていたのかという謎はCEDECではついに明らかにされなかった。

　話を戻すと、2Dムービーの作成にはFlashを採用。Flashはいささか唐突感があるが、実は過去に「METAL GEAR SOLID BANDE DESSINE」において採用実績があり、さらにFlashデータの再生システムについても、「ボクタイDS」や「METAL GEAR SOLID PORTABLE OPS」で利用された2Dアニメーションシステムを再利用したという。

　要するに過去の資産の使い回しであり、そのかわりアクションスクリプトの機能は持たず、実行可能なコマンドも2～3割など、難しい処理はできない。それでも高部氏は完成されたオーサリングツールの存在をFlash採用のメリットとして挙げた。

　最後に高部氏はまとめとして、高部氏は「これは『MGS4』固有ではありますが」と断りを入れてから、「“違うシステム”の上に、無理矢理再生システムを移植した関係で、かなり制限がありました。たとえば座標系の表現できる範囲とか、あとはサポートしていない機能とか。実際にコンバートしてから、これはまずいかなと気づいて、制限に引っかかった場合は、データの修正を依頼して、これを回避しました。そこがちょっと今回、まずかったかなという点です」とひとつひとつ言葉を慎重に選びながらのコメントに終始した。

(C)1987 2008 Konami Digital Entertainment Co., Ltd.

□CESAのホームページ
http://www.cesa.or.jp/
□「CEDEC 2008」の公式ページ
http://cedec.cesa.or.jp/
□関連情報
CESA、「CESA DEVELOPERS CONFERENCE 2008」を開催
10周年の節目を迎えたCEDEC、松原CESA副会長が今後10年を語る
http://game.watch.impress.co.jp/docs/20080909/cedec_01.htm

(2008年9月12日)

[Reported by 中村聖司]