次世代ハンディゲーム機・3DSとNGPのグラフィックスについて

PSPの新型はもう出ないのではないかと噂されながらも無事に発表されました。DSの後継機である3DSは去年の春発表でしたから1年遅れです。3DSも前世代からぐっと性能が向上して、携帯機としては過去最高のグラフィックを表示できるマシンとなりました。NGPはそれにもましてより一層パワフルなマシンとなりそうです。
さて、そんな二台のハードですが、それらのグラフィックについては話題の種となっているようですので、このコラムでも取り上げてみたいと思います。
そもそも、根本的なカタログスペックでは間違いなくNGPが3DSを上回ってくるでしょうが、SCEハードとしては珍しく汎用部品を使っているので、PSPのように(スペックという観点から見ればよい意味で)時代に合わないほどのハイスペックは期待でなさそうです。
逆に3DSは、今回も汎用パーツの組み合わせですが、非常に珍しいチップを使用してグラフィックの向上を目指しています。まず、コンピュータにより描かれる3D世界はほぼすべての場合においてポリゴンにより作られています。(ビルボード等なんかもありますが。)コンピュータのスペックを一切無視すれば、3D世界はほとんどすべての物体がポリゴンにより忠実に再現できますが、実際にはコンピュータのスペックには限りがありますから、全ての凹凸を再現することは通常できません。
また、人間など、動物は非常に複雑な形状をしているので必要なポリゴン数が膨大になります。そこで、PS2時代までのハードでは、例えば服のしわ等や、あるいはもっと昔のハードでは顔面もテクスチャにより再現されていました。もちろん、テクスチャというシステムは現行世代でも利用されていますが、テクスチャは基本的にはポリゴンという板に絵を張り付けただけなので、なんとなく凹凸があったり、模様が判別できたりしますが、そういった凹凸の表現においては実際にはただの平面なのでよくよく見ると不自然さが目立つものでした。
また、毛の表現に至っては、ポリゴンとテクスチャだけでは難しいものでした。影もテクスチャにすると光源やオブジェクトの形状を無視したりして不自然な映像となります。
そこで、近年はシェーダと呼ばれるポストプロセス(既に撮影された写真をフォトショップで加工するようなもの)でポリゴンとテクスチャだけでは表現できない部分をより一層現実世界に近づけようとしたり、ポリゴン数を極力減らしてシェーダを用いて同等のグラフィックを表示したりするのが3Dゲームの主流となりました。
テクスチャについてはメモリが重要なので今回は触れず、ポリゴンとシェーダについてこの2台のハードを見てみましょう。
ポリゴンを表示する性能、即ち、コンピュータ中では三角形のポリゴンは3つの頂点として処理されているため、頂点処理能力と呼ばれますが、これは明らかに3DSはNGPに劣りますし、3DS自体の頂点処理能力は恐らくPSP+αといったところでしょう。
しかし、現在のゲーム作りの流れとして、ポリゴン数を極力減らしてシェーダで見栄えを良くしようというのが主流なので、実は3DSの頂点処理能力は意外と最新のゲームを作るのに影響しません。
ただ、コーエーテクモ社が得意とする無双系のゲームは頂点処理能力に大きく依存しているので3DSでは据置機の再現は難しいようです。逆にNGPでは圧倒的処理能力を活かして頂点処理能力も3DSをはるかに上回るものとなるでしょう。
シェーダについては3DSとNGPでは方式が違います。
3DSのシェーダはWiiやそれ以前のハードと同じくハードウェアシェーダ(固定機能シェーダ)、NGPのシェーダはPS3や近年のゲームPCと同様にソフトウェアシェーダ(プログラマブルシェーダ)です。
ハードウェアシェーダではシェーダの機能を文字通りハードウェア的に実装しています。基本的にハードウェア(固定機能)シェーダを持つハードはそのハードが持つシェーダ機能以外のシェーダ表現は非常に苦手です。力技的に、あるいは疑似的に等それっぽい再現方法はないわけではないですが処理が重く多用はしづらいものとなります。しかし、ハードが持つシェーダ機能は殆どノーコストで表現できます。
対して、ソフトウェアシェーダ機は基本的にはそれ自身はシェーダ機能を持っておらず、ただしシェーダプログラムを走らせるためのパイプラインを持っており、プログラマが書いたプログラムを走らせることで自由にシェーダを走らせることができます。使用するシェーダの種類に制限はありませんが、もちろんプログラムを走らせているのでハードウェアシェーダで表現するよりは処理が重く、もちろん消費電力も増します。また、パイプラインの数には限りがありますから、あまりに多くのシェーダ処理はできません。ハードウェアシェーダでは固定機能のシェーダは基本的にいくら使ってもほとんど処理の重さとは関係ないのと異なる点です。
さて、NGPのパイプライン数ですが、PS3やXBOX360といった据置ハードの半分程度しかなく、またGPUとして搭載されているPowerVR自体が伝統的にシェーダ処理が苦手なチップであるため、NGPは概ねシェーダ処理を苦手としているといえるでしょう。
以上の理由で、パッと見の画作りはNGPよりも3DSの方が今世代ハードのように見えるかもしれません。実際には表示できるオブジェクトの数が明らかに少なく、頂点処理能力も低いので冷静に見るとまったく違うものですが。NGPではPS2世代のハードのような精細ポリゴンとテクスチャで作られるゲーム世界の延長線にあるような画作りがなされるでしょう。
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