THE SCHOOL OF KAMOS
現場の開発から学ぶ、世界一やさしい日刊AIスクール新聞
1,000体のロボットを一斉に躍動させる:描画負荷と個別表現の板挟みを解くアニメーション・テクスチャ・ベイク技術
「全員同じ」でも「全員バラバラ」でもない第3の道。群衆をなめらかに動かす現場の知恵
1,000体のヒューマノイドロボットが隊列を組み、よさこい節に合わせて一斉に踊る3Dマスゲームの開発現場。ここで「滑らかに動かしたい描画性能」と「生き生きとした個別の波を作りたい演出表現」という2つの正義が激しく衝突しました。1体ずつ骨格計算を忠実に行えばブラウザは即座にフリーズし、かといって全員を1つの金型で同時に動かせば、無機質で退屈なコピー人間になってしまいます。
このジレンマは、巨大なスタジアムで数千人の観客が一斉に人文字を作るマスゲームに似ています。リーダーが1,000人全員の耳元へ個別に「右手を30度上げて、次は左手!」と毎秒指示を出していては、声が届く前に全員が疲弊して倒れてしまいます。かといって、全員の手足をワイヤーでガチガチに繋げて一斉に引っ張るだけでは、美しいウェーブや渦巻きといった有機的なズレの美しさを生み出すことはできません。個別処理の丁寧さと一括処理のスピードは、単純に選ぶだけでは両立しないのです。
現場が選んだ第3の解決策は、あらかじめ激しい踊りの全フレームにおける骨の位置データを1枚の画像(テクスチャ)に焼き付けておく「アニメーション・テクスチャ・ベイク」とGPU Instancingの融合でした。各ロボットには骨格計算をさせず、GPUが画像から自分のコマ番号を読み出すだけにします。さらに各個体に「基準時間+位置に応じたズレ」の数値だけを渡すことで、計算コストは1回の一括描画(ドローコール1回)に抑えたまま、中心から外へ広がる波や市松模様のタイムラグ演舞を60FPSで完全に両立させました。
"重い計算は事前に画像へ閉じ込め、現場では再生時間の針だけをずらす。"本日の重要ポイント
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キャラクターの関節や骨の動きデータを、パラパラ漫画のように画像ファイルの色情報として保存しておく技術。
同じ形の3Dモデルを、位置や色だけを変えて画面上に1回の手続きで何千体も同時に描画する高速化手法。
1,000体群衆演舞の高速化:テクスチャベイクとタイムラグ同期
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1,000体のロボットに個別のタイムラグを持たせて波のように踊らせる際、パソコンを重くしないための賢い工夫はどれ?
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