[3Dゲーム制作]美麗なグラフィックで快適なゲームプレイを実現する為の３Ｄモデリングについて教えてください

Question

抽象的な質問で申し訳ないのですが、質問はタイトル通りです。

現在、個人で３Ｄオンラインアクションゲームの開発を考えている者です。

手始めに、３Ｄモデリングから手をつけているのですが、
ポリゴン数の問題やテクスチャ（及びバンプ？）の解像度の事で悩まされております。

～開発環境～
ゲームエンジン：Unreal Engine 4
３Ｄモデリング：Sculptris
ボーン＆アニメーション：Blender
想定されるプラットフォーム：PC,PS4,Xbox

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(ここからが質問です)

↓目標と言うには、ハードルが高すぎるかも知れませんが、
ウィッチャー３に近いぐらいのグラフィックでゲームを作りたいと思っています。

ウィッチャー３（上の画像のゲーム）の人物オブジェクトは、２万ポリゴンぐらいで構成されていると聞きました。

そこで、幾つか質問なのですが、

[質問１]２万ポリゴンというのは、仮にＰＳ４のハードスペックだと、どのくらいパフォーマンスに影響が出る物でしょうか？

[質問２]また、テクスチャ（及びバンプ？）など、
オブジェクトの上に乗せる物の解像度、もとい容量の大きさは、ポリゴンに比べて、そこまで考慮しなくても良い物なのでしょうか？

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次に、質問というよりはアドバイスを頂きたいのですが、下記画像は私の作品です。

↓右のオブジェクトにペイント後（着色、疑似凹凸、材質割り当て）

上２枚の画像は、無ペイントの状態のポリゴンモデルです。
左の武器が１５０００ポリゴンぐらいのオリジナルで、
右の武器が、左のを３０００ポリゴンぐらいに抑えた最適版です。

ご覧の通り、右のオブジェクトは左に比べて、角が丸くなったり、
曲線がガタガタになったりという著しい劣化が見られます。

一番下の画像は、右の最適版の武器に、Resolutionで1024選択後、ペイントを施して、レンダリングした画像になります。

出力情報

オブジェクトデータ(.obj)：1.2MB
Bumpデータ(.Tif)：4MB
テクスチャデータ(.png)：400KB

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厳しめのコメントを頂きたいのですが、
私の作品はどのくらいのレベルで、どうすればもっと良くなるでしょうか？

「外見の妥協をあまりせずにゲームに出したい」というのは、製作者の誰しもが抱えるか課題かと思われますが、
どういう風に工夫すれば、形を崩さず、かつゲーム的に負担が少ない、モデリングが出来るのか、何かアドバイスを頂けないでしょうか？

どうぞ、宜しくお願いいたします。

Answer 1

PS4がどうこうはわかりませんが、3Dオブジェクト描画の高速化について、ポリゴン数の低減はかなり重要となります。いかにポリゴン数を少なくした上で美しく見せるかというのはゲーム業界ではある意味学術分野と言っても過言ではありません。随分昔の本ですが、キャラクターのポリゴン数を削減した上できれいに見せるテクニックについて書かれた本「ローポリスーパーテクニック」を見るのがおすすめです(これが広告行為として問題があればこの文は削除します)。

他にも「1つのキャラで速度を向上させる」のではなく、ゲーム全体で速度を向上させるテクニックも多々存在します。例えばカメラから近ければ高精細モデル、離れれば離れるほど雑なモデルに切り替えていったり、近くの木はちゃんとしたモデル、遠くの木はビルボードにするといったものです。最近では「テッセレーション」といって、動的にポリゴンの分割数を増減させて、曲面を美しくする手法も存在します。調べてみてください。

「すべてのものを常にきれいに見せる」ではなく、「見せたいものだけ瞬間的にきれいにする」に徹することが高速化の一歩です。

ちなみにテクスチャの大きさの話ですが、原理的にテクスチャ解像度は速度にほとんど影響しません。大きさはVRAMの容量と相談する必要があるくらいですね。

Comments

[mello]

ありがとうございます。ポリゴン数はとても重要という事ですね。
提示頂いた本ですが、レビューを見た限りでも、良本のようなので購入しようと思います。

/*「他にも「1つのキャラで速度を向上させる」のではなく、ゲーム全体で速度を向上させるテクニックも多々存在します。例えばカメラから近ければ高精細モデル、離れれば離れるほど雑なモデルに切り替えていったり、近くの木はちゃんとしたモデル、遠くの木はビルボードにするといったものです。」*/

＞なるほど…。確かに、そのテクニックを用いれば、動作を軽くできる事は容易に想像がつきます。
テッセレーションに関しても勉強になります。
基礎を固めて、最新のテクニックも応用できるほどになりたいと思っているのですが、
他にもこういうテクニックがあればたくさん知っておきたいです。
こういったテクニックを学ぶのに最も効率的な手段は何でしょうか？

[masaya_ohashi]

めっちゃ高いですが、GAME PROGRAMMING GEMSという本のシリーズがあります。1冊1万3千円するものが8冊ほど刊行されています。私が以前所属していた会社が全巻そろえていたので活用させてもらいました。

[mello]

中古でも全巻揃えたら１０万かかるみたいですね。
かなり昔の本のようですが、現代のゲーム開発技術の礎になっているのでしょうか？
レビュー評価も高いようなので、購入を検討しようと思います！

Answer 2

残念ながら素人なので定量的な知識はまったくありませんが・・・

ここはプログラマーのサイトなのでこうしたことに対する理詰めのアプローチをとってはいかがでしょう。質問者さんは想定するハードウェアの能力の具体的数値はご存知ですか？例えばどんなGPUが搭載されていてそのGPUは100フレーム/秒といった特定のフレームレートを想定したときフレーム当たりいくつまでのポリゴンの座標計算・レンダリングをする能力があるかの知識はおありでしょうか？また様々な視覚効果を付与するのにどの程度の負担がかかるのかといったことはどうでしょう？

定量的な疑問を解決しようとして考える・あるいは議論するならまずはそのあたりを手掛かりにされてはいかがでしょうか？

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ちなみに素人なりの推測ですが、3Dモデリングでまともに精細な形状を作成することは静止画前提でもないかぎりはあまり使われないのではないかと思います。モデリングの精密度はそこそこに落としてテクスチャーやバンプマップといった手法を用いて計算量を抑えつつ「精細なものに見せる」というテクニックが一般的な手法のような気がします。（多分ご存知であろうと思いますが）

動画では計算量との勝負になるでしょうから「どこまで単純化して」かつ「どこまで美しくできるか」ということを検討しながら制作するといった記事を見かけます。つまり想定しているハードウェアに対してどの程度のポリゴン数やレンダリング手法が許されるかの制約のもとでハードウェアの限界と美的感覚のバランスを考えることがデザイナーあるいはエンジニアの仕事なのかなぁ・・・と想像します。