ULTRA-CG : Ultra High Resolution 4K/8K Real-time CG System

ウルトラ CG

－超高精細 4K/8K リアルタイム CG システム－

ULTRA-CG

－Ultra High Resolution 4K/8K Real-time CG System－

林 正樹

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_{井口 昭彦}

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_町田

_聡

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Masaki HAYASHI

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_{Akihiko IGUCHI}

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_{Satoshi MACHIDA}

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_{アストロデザイン（株）}

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_{ゴットランド大学}

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_{Astrodesign, Inc.}

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_{Gotland University}

Abstract We introduce an 'Ultra-CG Project' which promotes extreme high-definition real-time computer graphics system whose resolution is 4K and 8K (Super Hi-Vision). It is important for the project to study not only hardware and software but also content creation methodology suitable for extreme high-resolution. This paper shows a functioning test system which exhibits 'Virtual Museum' in 4K resolution and discusses our future plan.

1. は じ め に

ハ イ ビ ジ ョ ン の 4 倍 の 解 像 度 を 持 つ 「 4K」、 さ ら に 、 NHK が 主 導 と な っ て 進 め て い る 4K の さ ら に 4 倍 の 解 像 度 を 持 つ ス ー パ ー ハ イ ビ ジ ョ ン （ 8K） と い っ た シ ス テ ム が 、 高 精 細 ・ 高 臨 場 感 な 次 世 代 の 映 像 メ デ ィ ア と し て 注 目 さ れ て い る 。 我 々 は 、 昨 今 の リ ア ル タ イ ム ・ コ ン ピ ュ ー タ グ ラ フ ィ ク ス (CG)の 目 覚 ま し い 進 歩 を 背 景 と し て 、 4K ・ 8K の 新 た な コ ン テ ン ツ 領 域 の 開 拓 を 目 指 し 、 超 高 精 細 な リ ア ル タ イ ム CG を 振 興 す る プ ロ ジ ェ ク ト 「 ウ ル ト ラ CG」 を 推 進 し て い る 。 今 回 、 そ の 有 効 性 を 検 証 す る た め 、 4K 解 像 度 を 持 つ リ ア ル タ イ ム CG シ ス テ ム を 構 築 し 、 そ の 上 に 高 精 細 の 特 質 を 生 か し た 「 バ ー チ ャ ル 美 術 館 」の コ ン テ ン ツ を 載 せ て 一 般 公 開 し 、好 評 を 得 た 。 本 稿 で は 、ウ ル ト ラ CG の 概 要 を 述 べ 、そ し て 試 作 し た バ ー チ ャ ル 美 術 館 と そ の 反 応 を 紹 介 し 、 今 後 の 展 望 に つ い て 述 べ る 。

2. ウ ル ト ラ CG の 概 要

昨 今 の コ ン ピ ュ ー タ グ ラ フ ィ ク ス の 発 展 は ハ ー ド ・ ソ フ ト の 両 面 で 目 覚 ま し い も の が あ り 、 映 画 な ど の 映 像 製 作 、イ ン タ ラ ク テ ィ ブ ゲ ー ム 、各 種 シ ミ ュ レ ー タ 、 イ ベ ン ト コ ン テ ン ツ な ど 、す で に CG は 当 た り 前 か つ 必 須 な 表 現 手 段 に な っ て い る 。 そ れ を 支 え る の が ハ ー ド の 進 歩 で あ り 、 CG 計 算 を 超 高 速 に 行 う GPU (Graphics Processing Unit)が 進 化 し 、 従 来 大 型 コ ン ピ ュ ー タ で な け れ ば 不 可 能 だ っ た CG 表 現 が GPU を 載 せ た 一 般 の パ ソ コ ン で リ ア ル タ イ ム で 動 く よ う に な っ て い る 。 一 方 、 超 高 精 細 映 像 シ ス テ ム の 開 発 で は こ れ ま で 技 術 が 先 行 し て し ま う 傾 向 が あ り 、 カ メ ラ 、 レ コ ー ダ 、 伝 送 装 置 、 デ ィ ス プ レ イ な ど の ハ ー ド ウ ェ ア と し て の シ ス テ ム は 完 成 し た も の の 、 そ の 上 に 載 せ る 肝 心 の コ ン テ ン ツ が 不 足 す る と い う 事 態 が 多 く 見 受 け ら れ る 。 そ こ で 、我 々 は 、4K ・ 8K の リ ア ル タ イ ム CG を 振 興 す る プ ロ ジ ェ ク ト「 ウ ル ト ラ CG」を 立 ち 上 げ た 。こ れ に よ り 、従 来 よ り 問 題 だ っ た コ ン テ ン ツ 不 足 を 補 い 、4K ・ 8K の 市 場 自 体 を 拡 張 す る こ と を 目 指 し て い る 。

3. ウ ル ト ラ CG の 要 件

ウ ル ト ラ CG は 、ハ ー ド ウ ェ ア ・ソ フ ト ウ ェ ア ・コ ン テ ン ツ を バ ラ ン ス よ く 一 体 化 さ せ る こ と が 肝 要 で あ る 。 図 1 に そ の 様 子 を 示 す 。 ハ ー ド ウ ェ ア と し て は 高 速 な CG 計 算 が 可 能 な マ シ ン と 4K ・ 8K の 映 像 シ ス テ ム が 、 ソ フ ト ウ ェ ア と し て は 4K ・ 8K が リ ア ル タ イ ム レ ン ダ リ ン グ で き る 環 境 と 超 高 精 細 画 像 が 扱 え る 精 度 を 持 っ た ソ フ ト 環 境 が 必 要 で あ る 。 こ れ ら の 上 に 載 せ る コ ン コ ン テ ン ツ ソ フ ト ウ ェ ア ハ ー ド ウ ェ ア 超 高 精 細 な CG モ デ リ ン グ 巨 大 画 面 に 最 適 化 し た コ ン テ ン ツ 4K/8K ま で 対 応 可 能 な CG 開 発 環 境 超 高 精 度 な レ ン ダ リ ン グ と 制 御 4K/8K 出 力 の 高 性 能 CG マ シ ン 4K/8K 映 像 シ ス テ ム 図 1. ウ ル ト ラ CG の 要 件

テ ン ツ と し て は 、 4K ・ 8K の 精 細 度 に 耐 え 得 る 高 精 細 な CG 表 現 が 必 要 で あ る こ と は も ち ろ ん の こ と 、巨 大 映 像 シ ス テ ム な ら で は の 新 し い 発 想 に 基 づ い た コ ン テ ン ツ 構 築 が 必 要 で あ る 。

4. 試 作 し た バ ー チ ャ ル 美 術 館

今 回 、 ウ ル ト ラ CG の 有 効 性 を 示 す た め 、 4K シ ス テ ム を タ ー ゲ ッ ト と し て 、リ ア ル タ イ ム CG に よ る バ ー チ ャ ル 美 術 館 を 試 作 し た 。 シ ス テ ム 構 成 を 図 2 に 示 す 。 ハ ー ド ウ ェ ア と し て は 、 Windows 7 を 搭 載 し た 汎 用 PC に 、AMD 社 製 の グ ラ フ ィ ッ ク カ ー ド V7900 を 1 枚 挿 し 、 こ れ を 業 務 用 4K 液 晶 モ ニ タ に 接 続 し 表 示 し た 。ソ フ ト ウ ェ ア と し て は 、3DCG の ゲ ー ム 作 成 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム と し て 有 名 な Unity を 使 っ た 。 美 術 館 形 状 の モ デ リ ン グ デ ー タ を イ ン ポ ー ト し 、 Unity 上 で マ ウ ス に よ る ウ ォ ー ク ス ル ー を 行 う プ ロ グ ラ ム を 作 成 し て 動 か し て い る 。 コ ン テ ン ツ と し て は 、 横 長 の 大 き な 屏 風 が 一 枚 （ 4096×4096 を 2 枚 使 用 ）と 、ス キ ャ ナ ー で デ ジ タ イ ズ し た 浮 世 絵 を 7 枚 （ 1 枚 に つ き 4096×4096 ） を 使 用 し 、 額 装 、 キ ャ プ シ ョ ン 付 け 、 絵 画 へ の 個 別 照 明 （ 点 光 源 を そ れ ぞ れ 配 置 ） な ど を バ ー チ ャ ル 上 で 行 っ た 。 図 3 に 試 作 し た バ ー チ ャ ル 美 術 館 の 出 力 を 示 す 。 60fps は 余 裕 で 得 ら れ て お り ウ ォ ー ク ス ル ー は 非 常 に 滑 ら か で あ る 。 1 枚 の 絵 の 解 像 度 が 高 い た め 、 特 に 浮 世 絵 の 方 は 図 に 示 す よ う に 拡 大 し て も 鮮 明 で あ り 、 紙 の 表 面 の 質 感 や 汚 れ ま で も き れ い に 見 え る 。 本 シ ス テ ム を 展 示 会 に て デ モ し た と こ ろ 、4K の 特 質 を 生 か し た 有 望 な 使 い か た と し て 、 非 常 に 好 評 で あ っ た 。

5. ま と め と 今 後

4K お よ び ス ー パ ー ハ イ ビ ジ ョ ン に よ る リ ア ル タ イ ム CG を 振 興 す る ウ ル ト ラ CG プ ロ ジ ェ ク ト に つ い て 述 べ た 。 ま た 、 4K リ ア ル タ イ ム CG シ ス テ ム に バ ー チ ャ ル 美 術 館 の コ ン テ ン ツ を 載 せ た 事 例 に つ い て 紹 介 し た 。 ハ イ ビ ジ ョ ン を 超 え る 精 細 度 を 持 つ 4K ・ 8K と い う 表 現 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム は 、 テ ク ノ ロ ジ ー 側 か ら も コ ン テ ン ツ 側 か ら も 、 こ れ ま で の ハ イ ビ ジ ョ ン に は 無 い 新 し い テ ク ニ ッ ク が 必 要 と さ れ る は ず で あ る 。 本 プ ロ ジ ェ ク ト で は そ れ を 今 後 明 ら か に し て 行 き た い 。 最 後 に 今 後 の 予 定 に つ い て の 述 べ る 。 ま ず ハ ー ド ウ ェ ア と ソ フ ト ウ ェ ア に つ い て だ が 、 グ ラ フ ィ ッ ク カ ー ド を 4 枚 使 用 し て 同 期 運 転 し 、出 力 解 像 度 を 8K の ス ー パ ー ハ イ ビ ジ ョ ン に 拡 張 す る 。ま た 、3DCG 空 間 へ の 動 画 像 の 表 示 や 、 3D 音 響 の 追 加 な ど に つ い て 検 討 す る 。 一 方 、 コ ン テ ン ツ 側 で あ る が 、 今 回 の バ ー チ ャ ル 美 術 館 は ほ ん の 一 例 に 過 ぎ な い 。 内 外 の CG ク リ エ ー タ 、デ ザ イ ナ ー 、 ア ー テ ィ ス ト と い っ た コ ン テ ン ツ 製 作 を 担 う 人 材 を 広 く 募 り 、 芸 術 系 の 大 学 な ど と コ ラ ボ レ ー シ ョ ン し な が ら 進 め て 行 く 予 定 で あ る 。 謝 辞 今 回 、 ご 所 蔵 の 浮 世 絵 を 快 く お 貸 し 頂 い た 新 藤 茂 先 生 に 感 謝 致 し ま す 。 ア ス ト ロ デ ザ イ ン （ 株 ） 技 術 参 与 〒 145-0066 大 田 区 南 雪 谷 1-5-2

TEL.03-5734-6301 E-mail: m-hayashi@astrodesign.co.jp

GPU PC マ ウ ス 4K モ ニ タ Di splay Port × 4 V7900 (A MD) Quad Cor e Wind ows 7 ソ フ ト ウ ェ ア Unity ハ ー ド ウ ェ ア 図 2. 試 作 し た 4K バ ー チ ャ ル 美 術 館 図 3. 4K バ ー チ ャ ル 美 術 館 の 出 力 映 像 の 例