英国に拠点を置くファブレス半導体メーカーのイマジネーション・テクノロジーズは、iPhone の発売当初から、Apple が自社設計した iDevice チップ向けに PowerVR ブランドのモバイル グラフィックス IP を供給してきた。
詳細な 3D グラフィックス、高速なアニメーション、スムーズなパフォーマンスは常に iPhone と iPad の特徴の 1 つであるため、Apple が Imagination に投資していることは驚くことではありません。
イマジネーション社は、グラフィックス大手のNvidia独自のTegra K1モバイルプロセッサを凌駕する次世代PowerVR GX6650 GPUを発表したのに続き、昨日、レイトレーシング機能を追加することでPowerVRグラフィックスアーキテクチャを次のレベルに引き上げると発表した。
イマジネーションの技術が製品に採用されるのは2015年以降になる予定なので、Apple は iPhone 6 と 2014 iPad 向けの次期 A8 チップではこの技術を採用しない可能性が高い。
つまり、2015 年には、iPhone と iPad が、高品質の照明と影、正確な透明度、写真のようにリアルな反射をサポートすることで、グラフィックスの面で専用ゲーム コンソールに簡単に匹敵するようになるということです。
レイトレーシングとは何ですか?
現在、iOSデバイスで使用されているImaginationのGPUは、他のほとんどのモバイルおよびデスクトップGPUと同様に、ラスタライズのみのレンダリングを使用しています。これは基本的に、ビットマップテクスチャを3Dサーフェスに適用し、基本的なライティングとシャドウ効果を追加するものです。
このレンダリング手法は非常に高速かつ効果的ですが、複雑な照明属性を考慮していないため、3D シーンでは深みとフォトリアリズムが欠けています。
一方、レイトレーシングは、画像平面のピクセルを通る光の経路をトレースし、反射、屈折、散乱、色収差など、仮想オブジェクトとの光の遭遇による影響を正確にシミュレートします。
その結果、表面はフォトリアリスティックな反射を特徴とし、シーン全体が高度な視覚的リアリズムを実現します。レイトレーシングには膨大な計算能力が必要となるため、主にハリウッド映画や工業デザイン、機械、建築モデリングなどのリアルな視覚効果に使用されています。
イマジネーション社は、レイトレーシングと従来のラスタライズグラフィックスを組み合わせることで、両方の長所を融合することに成功したと主張しています。最終的な結果は次のようになります。
あの反射を見てください！かっこいいでしょう？
新しいGPU設計は「Wizard」と名付けられ、毎秒3億本ものレイを照射できます。また、「Wizard」はリアルタイムでレイトレーシングされたグラフィックスを生成し、モバイルから主流のゲーミングPC、そして専用ゲームコンソールまで、幅広い用途に対応できると同社は主張しています。
Imagination によると、「Wizard」は次のようにしてゲームの AI を改善します。
たとえば、一人称視点のシューティング ゲームのキャラクターは周囲の 3D 環境を視覚的に把握できるようになります。レイ トレーシングを使用して空間認識を処理すると、ゲーム内のエージェントが視覚的に見えるものをモデル化する直接的な視線計算に基づいて決定を下せるようになり、リアルな動作を実現する新しい世界が開けます。
レイ トレーシングによって 3D グラフィックスがどのように改善されるかをよりよく理解するには、以下の標準的なラスタライズのみのレンダリング (左) とレイ トレーシング (右) を並べて比較した例を確認してください。
PowerVR GR6500 は、Imagination 初のウィザード対応 GPU です。
このチップは、OpenGL ES 3.1/2.0/1.1、OpenGL 3.x、Direct3D 11 Level 10_0、OpenCL 1.2、OpenRL 1.x などのさまざまな API をサポートし、次のようなレイ トレーシング専用のハードウェアも追加されています。
- シェーダの実行に備えてレイ交差データをメイン スケジューラに送り、レイからの最終的なデータ寄与を評価する専用のレイ トレーシング データ マスター。
- 特殊なレイ トレーシング ユニット (RTU) は、固定関数の数学を使用してレイ トレーシング交差クエリを実行し、さらにレイのコヒーレンスを収集して電力と帯域幅の消費を削減します。
- 動的オブジェクトの更新を高速化するシーン階層ジェネレーター。
- フレーム バッファーへの書き込み結合分散アクセスを提供するフレーム アキュムレーター キャッシュ。
イマジネーション社のレイトレーシング技術はゲーム開発者から支持を集めている。
Imagination の PowerVR レイ トレーシング テクノロジを使用して作成されたサンプル シーン。
昨日、Unity は、人気のゲーム エンジンの最新版である Unity 5 が Imagination の PowerVR レイ トレーシング テクノロジをサポートし、開発中にシーン内の照明の変更に関するフィードバックをゲーム デザイナーにほぼ瞬時に提供するようになったと発表した。
iPhone 5s、iPad Air、iPad mini Retina ディスプレイに搭載されている Apple の自社設計の A7 チップには、Imagination の PowerVR G6430 グラフィック パッケージが使用されています。
