リアルタイムレンダリングとは？進化する3D表現技術の可能性について解説

3DCGやデジタルコンテンツの需要が高まる中、高速で映像を生成できる「リアルタイムレンダリング」技術が注目を集めています。従来は時間のかかっていた3D映像の生成を瞬時に行えるこの技術は、ビジネスのさまざまな場面で活用され始めています。本記事では、リアルタイムレンダリングの基本から具体的な活用方法まで、初心者にもわかりやすく解説します。

併せて読みたい：「プリレンダリング」とは？事前処理で実現する高品質な3D表現

リアルタイムレンダリングとは？

そもそも「レンダリング」とは3Dデータから2D画像を生成すること。データで記述された数値や演算データを、画像や映像、音声などの形に変換するプロセスのことを指します。（業界によって意味は違いますが、当記事では3DCGでの描画を意味します）

映画やゲームで美麗なグラフィックを目にする事は多いと思います。実は、1枚1枚のカット毎に、光の反射やモデルの質感等を一つずつ計算し、描画してできたものです。それを1秒間に24～30枚行い、2時間の映画にもなると20万枚前後の計算が発生します。もちろん高度な映像になると超ハイスペックなサーバーが無いと、一日中レンダリングに時間を要します。

リアルタイムレンダリングの基本を理解する

3Dデータを2D画面に表示する際、通常は時間をかけて映像を作り込む必要があります。背景等はプリレンダリングで予め作っておいたものを読み込みますが、オンラインゲームにおける他プレイヤーの表示など、相手側の情報を読み込む際には、新しい映像をその場で生成しなければなりません。

最近では、自動車のエコシステムがインタラクティブになり、設計について適切な判断を下すことが可能もなっています。設計者と営業など関係者がメタバース上に集まり、その場でモデリングするといった時には、リアルタイムレンダリングが使われます。

（引用元：ファミ通）他プレイヤーと同時に動く際には映像を都度描画している

このように、「予め用意していたデータを読み込む」ことのできない状況において、操作に合わせてリアルタイムに2D映像を表示する技術が、リアルタイムレンダリングです。人間の目には途切れのない自然な動きとして見えるよう、毎秒数十回もの映像生成を高速で行っています。

従来のレンダリングとの違い

従来のプリレンダリングでは、高品質な映像を生成するために数時間から数日の処理時間が必要でした。そのため、CGアニメーション映画などでは事前に映像を作り込んでおく手法が用いられてきました。

一方、リアルタイムレンダリングは、GPUの高速な並列処理能力を活用することで、3Dデータの解析から映像生成までを一瞬で行うことができます。この違いは単なる速度の問題だけではなく、ユーザーの操作に応じて映像をその場で生成できる、インタラクティブなコンテンツ制作を可能にする重要な特徴となっています。

即時処理を可能にする仕組み

リアルタイムレンダリングでは高性能なGPUを活用し、毎秒30〜60フレームという高速な処理を行っています。この処理速度により、人間の目が自然な動きとして認識できる映像表示が可能になり、3D空間内でのスムーズな視点移動や物体の操作を実現できます。

（引用元：ファミ通）

また、光の反射や影の計算を効率化することで、必要最小限の処理で現実感のある表現を生み出しています。

リアルタイムレンダリングがもたらすビジネス価値

リアルタイムレンダリングの導入は、企業にさまざまなメリットをもたらします。リアルな表現力に加え、業務効率の向上やコスト削減など、具体的な効果が期待できます。

インタラクティブな体験の実現

3D空間内での自由な視点移動や、ユーザーの操作に応じたリアルタイムな映像生成により、商品やサービスの新しい体験価値を創出することができます。特に展示会やショールームでは、来場者が自由に視点を変えながら商品を確認できるため、より深い理解と印象的な体験を提供できます。

（引用元：BMC JAPAN）

また、オンラインでの商品紹介においても、従来の静止画や動画では難しかった双方向のコミュニケーションが可能になります。

開発・制作時間の短縮

従来のレンダリングでは、1つの映像を生成するたびに非常に長い待ち時間を必要としていました。しかし、リアルタイムレンダリングでは変更や修正をその場で確認できるため、制作プロセスを大幅に効率化できます。

デザインのブラッシュアップや顧客からのフィードバックへの対応も、即座に行うことが可能です。これにより、プロジェクト全体の進行スピードを向上させることができます。

コスト削減効果

高性能なGPUを活用することで、従来は専用の大型計算機が必要だった処理を、一般的なワークステーションでも実現できるようになりました。また、リアルタイムな確認が可能なため、修正作業の効率が大幅に向上し、制作にかかる総コストを抑えることができます。さらに、一度作成した3Dデータをさまざまな用途に転用できるため、長期的なコスト削減にもつながります。