VRゲーム開発の現在と将来
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IIEEJ(画像電子学会) 第３回 画像エンタテイメントセミナー「バーチャルリアリティのデザイン」にて講演したスライドです。
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VRゲーム開発の現在と将来
- 2. 自己紹介 • Kickstarterで購入後、届く前からOculus Riftを使ったゲームソフト の開発を企画し、当時同じく最新だったLEAP Motionとの組み合 わせも実施 • 2014年1月からOculus Riftに関する執筆活動と講演活動を始め る • 日経ソフトウエア（2回） • 電撃オンライン（2回） • Build Insider （連載） • Developers Summit • OcuFes開発者会 • DC Expo • 2015年8月に独立
- 3. 講演のテーマについて 近年隆盛を迎えつつあるコンシューマVRについて、それを取り巻く テクノロジーについてソフトウェア開発者の立場から解説する • これまでに開発したVRゲーム • 将来的に要求されるVR環境 • VRソフトウェアに纏わるパフォーマンスの課題 • VRソフトウェアの課題を解決する方策 • 近い将来のVRハードウェアの発展
- 4. これまでに開発したゲーム • BLAST BUSTER (2013/6〜) • VR HMDを活かした360度シューティングゲーム • LEAP Motionを活かした手と指による入力操作 • 窓の杜大賞2014 ゲーム大賞受賞 • The Gunner Of Dragoon (2014/8〜) • JOBAと連携した奥スクロールシューティングゲーム • LEAP Motionのツールトラッキングを銃の位置として利用 • メディア掲載 • Shining Sword Dragoon (2015/5〜) • Gear VRで動作するゲーム • 頭の動きだけで遊べるゲームシステムを目標に作成
- 5. VR HMDソフトの大前提 • 処理落ちを（少なくとも恒常的には）発生させない • 処理落ちが発生するとHMDに描画されるフレー ムがズレる • 視界の時間軸が変調を来たすことで急激な酔いを 引き起こす • 処理落ちが発生した映像よりも、安定して動く映 像の方が眼には綺麗に映る
- 6. VR HMDソフトの大前提(2) • VRにおける処理落ちの原因 • 要求グラフィックス性能の増大によるパ ワー不足 • フル稼働で動作することによる発熱から のクロックダウン
- 7. VRデバイスに求められる パフォーマンス • 現在製品化が進められているVR製品は通過点でしか無い • より高度な体験が出来るハードウェアの実現が必要 現在 理想的な性能 HMD • フルHD〜WQHDの解像度 • 60〜120Hzの描画周期 • 視野角100度程度 • 16K以上の超高解像度 • 1000Hz以上の描画周期 • 視野角200度以上 入力装置 • 赤外線/RGB画像の認識 • 外部ハードウェア • 遅延は最適値で数十ms程度 • 認識エラーが皆無 • 装着の違和感が無い • 遅延は知覚できない程度
- 9. VRのグラフィックス処理 • 両目に視差のある映像を表示するため処理コスト が2倍以上に • 要求性能の急激な向上 • 実際の眼の視差と異なる映像は酔いにも繋が る
- 11. VR HMDの性能向上 Oculus Rift DK1 2013Q1 1280x800@60Hz Oculus Rift DK2 2014Q2 1920x1080@75Hz Oculus Rift CV1 (2016Q1) 2160x1200@90Hz • 3年弱で秒間ピクセル数は4倍弱に • 処理コストの急激な増大
- 12. 業務用と家庭用の違い • 業務用（アーケード） • 環境が固定されている • ソフトウェアが重ければ高価なハードウェアスペックを調達する • 特殊なハードウェアを使いやすい • 業務用VRは以前から存在している • 家庭用（コンシューマ） • 環境は様々（環境依存の不具合も） • ソフトウェアが重くてもハードウェアはそうそう買い換えられない • 特殊なハードウェアはまず無い
- 13. 現時点のVRを電話に例えると？ • 初代iPhone？ • 80年代の携帯電話？ • はたまた黒電話？
- 14. • 個人的な所感としては19世紀の電話発明直後 ※ 電話も発明当時から市場に熱狂的に受け入れられていたが、一家に一台、一 人一台にまで普及するには長い年月がかかっている ※ もちろんグローバル時代なのでVRの普及は電話の数十分の一で収まると思 われるが、商用のコンシューマ向けHMDが出ていない現状は「第0世代」市場と言 える ※ 電話が100年以上かけて築いた進化の歴史をVRが何年で辿るのか？
- 15. ムーアの法則 • コンピュータのスピードは18ヶ月ごとに倍になる • ゴードン・ムーアが1965年に論文で提唱 • 事実として現在のプロセッサの類は20世紀とは比べ物にならな い進化を遂げている • それに比例してコンピュータ応用の範囲も拡大 パーソナルコンピュータ（80年代に一般普及） 3Dゲーム機（90年代に一般普及） 携帯電話・スマートフォン（00年代に一般普及） ウェアラブルデバイス（10年代中に一般化の見込み） • コンピュータ及び文明生活の進歩を支えている法則 • バーチャルリアリティの小型高性能化にも貢献
- 16. ヴィルトの法則 • ソフトウェアのスピードは18ヶ月ごとに半分になる • ニクラウス・ヴィルトが1995年に提唱 • Google創業者ラリー・ペイジも同様の意見を主張 • ムーアの法則は現在も保たれコンピュータの性能はおよそ1.5年 で倍になるが、にも関わらずレスポンスはそれほど向上していな い • とくにVRは従来のソフトウェアとはパラダイム自体が異なり、2倍 以上処理が複雑となる • 表示デバイス・入力機器の高性能化に比例し、ソフトウェアの速 度も低下
- 17. VRソフトの現状の懸念点 • コンピュータは速くなるが、ソフトウェアは遅くなっていく • Oculus Rift CV1が動作する推奨PCは非常に高い（現在のハイエ ンドPC） • Project MorpheusやGear VRは低価格だがその分性能も低くなり 出来ることは減る • コンシューマVRは高嶺の花になってしまうのか？
- 18. 将来改善が期待されること • VRでの使用を考慮したハードウェアの登場 プロセス微細化による性能の向上 2016〜 高速・広帯域メモリの採用（HBM） 2016〜 オーバーヘッドの小さなグラフィックスAPIの採用 2015 〜 DirectX 12 Vulkan (OpenGL Next) VRに特化したAPI 2015(beta)〜 AMD Liquid VR NVIDIA Gameworks VR
- 20. プロセス微細化 • 現在のグラフィックス製品は28nmプロセスによって製造 • 14nm/16nmプロセス採用製品の登場が2016年から • 集積度の向上によって性能が向上 • 消費電力の低減に繋がりモバイル製品の性能も劇的に向上 • VRデバイスを動かせるPC/モバイルの小型・低価格化や、VRデ バイスそのもののスタンドアローン化が近い将来期待される
- 22. 次世代グラフィックスAPI • 従来のDirectX/OpenGLは多数のメーカー間の互換性を吸収す るためAPIでのオーバーヘッドが増大 • グラフィックスハードウェアメーカーが収斂されつつあるため、互 換性重視ではなくパフォーマンス重視のAPIが開発 • Microsoft DirectX 12 • Khronos Group Vulkan （OpenGL Next） • Apple Metal 同じハードウェアでもより多くの処理を実行することが可能
- 23. VRグラフィックス専用API • 両目に対する描画やHMDレンズに合わせたディストーションなど、 HMD固有の処理をハードウェアに最適化した低レベルでの処理 で実現したAPI群 • ソフトウェア開発者からはアクセス不可能なレイヤーでメーカー側 が実装 • HMDのデバイス認識などユーザビリティの面でもサポート メーカーごとの独自対応による断片化・囲い込みが懸念点
- 24. VRグラフィックス専用API
- 26. • リアルタイムの物体認識 • カメラからの入力によってリアルタイムにポリゴンを生成 • 現実での相対位置を把握することによるポジショントラッキング • 現実のオブジェクトを反映した空間（Mixed Reality） VRに最適なアルゴリズムの研究
- 27. • 酔いに繋がるノウハウ • VR空間に鼻を映すか鼻が見えると酔いが軽減するという研究 • 現時点のVRは実証例自体が少ないため、こういった情報の積み重ね も次世代のソフトウェアへ繋がっていく VRに最適なアルゴリズムの研究
- 30. 現在のVRソフト開発に 必要な考え方 • VRは従来のソフトウェアの延長線上ではない • PCやゲーム機、スマートデバイス開発の考え方 を持ち込まない • 同等クオリティ実現のためには多大な処理コストが 必要 • 従来のソフトで出来ることを全てやろうとしない • UI/UXも新規のものが必要
- 31. 現在のVRソフト開発に 必要な考え方 • アーケード向けかコンシューマ向けかターゲットをはっ きりと定める • 高級なハードウェアで最上の品質を目指すか（アーケード） • 一般普及したハードウェアで安定する品質を目指すか（コン シューマ）
- 32. 現在のVRソフト開発に 必要な考え方 • PCやゲーム機の黎明期のように、制限された動作 環境であることを意識する • 動作ハードウェアこそPCやゲーム機を用いてい るが、必要な処理コストは従来のソフトウェアと は規模が全く異なる • 第1世代ハードウェアから要求に沿った機能を 網羅したソフトウェアを作り出すことは（よほど工 夫しなければ）不可能だと意識する
- 33. 将来はどうなるか • HMD、入力装置、動作マシン全てが今後現状とは想像も付かな いくらい高いスペックを持つ時代が到来する • インターネット時代は「コンピュータの高性能化」「通信回線の普 及」の2つによって齎された • ワープロと電話回線の時代にGoogleを作れたか？ • より没入感と実在感の高いVRが普及することによって全く新しい ソフトウェアやビジネスの需給モデルが発達していく