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【出張ヒストリア2017】 建てる前に体験する時代到来！ Enlightenを使用した建築ビジュアライゼーション
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全スライドをDocswellで公開中！ https://www.docswell.com/s/historia_Inc/5DGVL5-2017-enlighten ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 「出張ヒストリア！ UE4勉強会2017」（https://atnd.org/events/89177）で行ったバーチャルモデルルーム「Solid Vision」の講演です。 講演者： 佐々木 瞬（代表取締役 / プロデューサー / ディレクター） 真茅 健一（建築UE4アーティスト） 以下、セッション概要より抜粋。 建築ビジュアライゼーションが比較的安価に、リアルタイムで実現できるようになったことから、 住宅の購入やオフィス移転の際に、間取り図や建築パースだけでなく実際にバーチャルで見てから買う時代が訪れようとしています。 実際に、我々がヒストリアの事務所移転の際にも、事前にVRでシミュレーションすることで、 部屋のレイアウトや家具の選定に大きく影響を及ぼしました。 このセッションでは、建築チームが開発した建築ビジュアライゼーションソフト"Solid Vision"(旧Project SSH)の紹介と、 その中で使用している動的GIのミドルウェア"Enlighten"の概要と使用例をお話します。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
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【出張ヒストリア2017】 建てる前に体験する時代到来！ Enlightenを使用した建築ビジュアライゼーション
- historia Inc. 建てる前に体験する時代到来！ Enlightenを使用した建築ビジュアライゼーション historia Inc. 2017/08/06
- historia Inc. historia Enterprise Team紹介 SASAKI EngineerArtist(MAKAYA) Producer +Other members +Outsource
- historia Inc. 余談：Datasmith
- historia Inc. Solid Vision 紹介動画
- historia Inc. Solid Vision シリーズ for マンション for 戸建て for オフィス
- historia Inc. Solid Vision 機能一覧 ウォーク スルー 鳥瞰ビュー 間取り選択 家具の変更 家具の配置 壁床変更 スタイル チェンジ 日照変更 ライト調整 外壁変更 スクリーン ショットモード ムービー モード Winタッチ パネル VRモード
- historia Inc. Solid Vision で目指したもの やること やらないこと 一般人が使いやすい 躯体（レイアウト）の変更 グラフィッククオリティ DCCからの自動インポート 家具の位置・種類が変更できる VR対応 オシャレなUI
- historia Inc. Solid Visionで目指したもの やること やらないこと 一般人が使いやすい 躯体（レイアウト）の変更 グラフィッククオリティ DCCからの自動インポート 家具の位置・種類が変更できる VR対応 オシャレなUI
- historia Inc. 動的 VS ビジュアルクオリティ マテリアル変更 全て静的 家具を動かせる 日照を変化可能 高 低 グラフィッククオリティ オブジェクトの動的さ ▼ Solid Vision 間取りを変化可能
- historia Inc. 動的 VS ビジュアルクオリティ マテリアル変更 全て静的 家具を動かせる 日照を変化可能 高 低 グラフィッククオリティ オブジェクトの動的さ ▼ Solid Vision 間取りを変化可能 Enlightenで 絵の底上げを図る
- historia Inc. Solid Vision制作前の技術検証用建築コンテンツデモ
- historia Inc. 既存のプリレンダCGに遜色ない ビジュアルが求められる 建築コンテンツの特徴 建築ではライティングが重要 特にGI(グローバルイルミネーション）
- historia Inc. ゲームコンテンツと比較しての特徴 動くものがほとんどない ゲームなど他のコンテンツより 制約が少ない 建築コンテンツの特徴 建築コンテンツのビジュアルに必要な 高品質なGIを作成しやすい
- historia Inc. GIの結果
- historia Inc. ライトマップベイクのフロー メッシュの可動性 • Static ライトの可動性 • Static • Stationary Ｘ Lightmassでビルド （UE4標準のGIシステム） ライトマップ生成
- historia Inc. 静的ライティングで作成
- historia Inc. 内装デモでの課題 移動したい、変更したい 調光したい 日照シュミレーションしたい
- historia Inc. ライティングシナリオ
- historia Inc. StationaryLightでライティングシュミレーションは可能か？ 直接光だけで間接光への影響がない ランタイムで調光
- historia Inc. MovableLightでライティングしてみると。。。 MovableなライトはGIのベイクができない
- historia Inc. 高品質なGIと インタラクティブ性の両立が難しい 建築デモでの課題
- historia Inc. Enlightenの検証 Enlightenとは 動的なグローバルイルミネーションを 可能にするミドルウェア
- historia Inc. Lihgtmassと比較したEnlightenの特徴
- historia Inc. Enlightenのライトマップとプローブ表示 Enlightenのライトマップとプローブ表示 主に動的メッシュが GIを参照する プローブ 静的メッシュが GIを参照する ライトマップ
- historia Inc. LightmassのライトマップとVolumeLightingSamples表示 Lightmassのライトマップ解像度とVolumeLightingSamples表示 動的メッシュが GIを参照する Volume Lighting Samples 静的メッシュが GIを参照する ライトマップ
- historia Inc. 品質とビルド時間の比較 Lightmass BuildTime 約 1h20min Enlighten BuildTime 約20min ※シーンとビルド環境が違うので目安です
- historia Inc. ライトマップを比較 Lightmass ライトマップ表示 Lightmass ライティングのみ表示 Enlighten ライトマップ表示 Enlighten ライティングのみ表示
- historia Inc. Lightmassと比較したEnlightenの特徴 • 動的GIが可能 • ライティングビルドの時間が高速（ライティングビルドが再び必要な際も差分だけビルドす る） • ライティングビルドが済めばライティングの変更はリアルタイムのためイテレーションが高 速化 • ライトマップ用UVはEnlightenが自動設定してくれるのでDCC側でUV展開する必要がない • 基本的にMovableなLightでライティングしていくため大量にライトがあると負荷が高い • Lightmassで緻密にライトマップを作成した場合に比べるとディティールは若干劣る
- historia Inc. Lightmassで実現が難しかった機能 • リアルタイムなライティングシュミレーション • 家具を移動、変更しても品質を落とさない Solid VisionではEnlightenの導入で実現できた
- historia Inc. ヒストリア オフィス引っ越し計画
- historia Inc. 移転前のオフィスでスケール感の確認
- historia Inc. 設計事務所制作の図面をVRで確認してみる
- historia Inc. エントランスデザインの検討 比較用にSSH版の絵
- historia Inc. エントランスデザインの検討
- historia Inc. Solid Visionと実際に出来上がったものを比較 SSH 写真
- historia Inc. 執務室デザイン カラーの検討 比較用にSSH版の絵
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- historia Inc. 執務室デザイン パーティションの高さの検討 比較用にSSH版の絵 パーティションH430
- historia Inc. 執務室デザイン パーティションの高さの検討 比較用にSSH版の絵 パーティションH330
- historia Inc. オフィス移転プロジェクトを経て感じた価値 • イメージがより強くできることで”気づき”がある • 家具はそのまま買ってしまう • VRでスケール感を感じられる • 購入者が自分でレイアウトを策定できる
- historia Inc. ワークフローの変化を感じた！ 従来 要望 提案 発注 試行錯誤 将来 客 客担 担 アドバイス
- historia Inc. まとめ ゲームの技術を別業界へ 建築物購入のフローが変わる VRが思っていた以上に強力！ 建築Vizは 動的 vs クオリティ
Editor's Notes
- ではここから弊社にて技術検証で作成した 建築デモをご紹介します。 このデモを作ったことで Sshを開発するに至った経緯を見ていただきたいと思います。
- 現在、 建築CGコンテンツの 主な利用用途はまだ現物のない建築物の 出来上がりをイメージするためのものです。 UE4で建築コンテンツを作る際もそこは同様で ユーザーが住むことをイメージできるリアルなものが必要になります。 マンションの完成予想CGなどには 一般の方も見慣れているため 従来のプリレンダリングの静止画やムービーに見劣りしない ビジュアルが大前提として求められます。 アニメーション 建築コンテンツで高品質なビジュアルを作る重要なポイントとしましては 個人的にはライティングかと考えています 特に室内空間ではグローバルイルミネーションで 光の回り込みを美しく表現するのがキーになります。
- 一方 UE4での建築コンテンツ作成において ゲームなど他のコンテンツと比較しての特徴としましては 動くものが少ないといったことが言えるかと思います。 さらにコンテンツとして 限られたユーザー、ハードへの提供であったり ゲームなどに比べると限られた実装や 空間の制作であることが多いので GPU負荷、アセットサイズ、メモリなどゲームに比べると 制作の制約が少ないといえます。 アニメーション そしてこれらは先程申し上げた 高品質なGIを作る条件が整っています この後は建築コンテンツで重要になるGI周りに 焦点を当ててお話したいと思います
- 皆さんご存知だとは思いますが こちらがGIのない状態です。 ある状態です。ライトからの照り返し表現されています。 UE4でディティールのあるGIを計算するには ライトマップを作ってメッシュにベイク必要があります。 そしてライトマップをベイクするにはいくつか条件があります。
- まず、 ベイクしたいメッシュの可動性はStaticである必要があります。 ランタイムで動くことのないメッシュです。 そして、それを照らすライトは Static または Stationaryのどちらかです この条件で ライトビルドを行うことにより UE4標準のGIシステムLightmassが ライトマップを生成しメッシュにGIをベイクしてくれます。 建築コンテンツでは幸い メッシュ、ライトともに 動くものがほとんどありませんので 条件は整っています。
- 今回のデモもこの考えで行っておりまして なるべく高品質なライティング、ライトマップを作成することを念頭に StaticとStationaryのライトのみでシーンを構築しました。 そして建築コンテンツではこのライティングフローが基本的なものになると思います。
- 内装デモを作ったことで 静的なライティングを行うことにより ビジュアル面でクオリティを担保できることや 動的ライトの負荷が少ないことによる VRへの対応しやすさなど わかったこともありました。 しかしながらお客様の声などから、今後の課題も見えてきました。 まず、家具などのオブジェクトを移動、もしくは違う家具に変更したいといった要望があります。 次に、照明器具のオンオフや位置の調整を行いたいという ライティングシュミレーションの御要望があります。 また、朝、昼、夕方などで日の入り方をを確認したいといった 日照シュミレーションもご要望があります。 これらの要望を先程お見せした絵の状態でできれば理想です。
- リアルタイムかつシームレスににライティングを変更しなくてもよければ ライティングパターンや時間帯ごとに ライティングシナリオを作成することで シュミレーションは可能です。 しかしパターンが多い際はライトビルドにかなりの時間がかかる印象ですし 部分的に変更がでた際も全部ビルドし直しになります。
- 上記左のようなシーンが有ったとします。 このライトはStationaryLightなのでランタイム中に移動はできませんが 強度や色の調整は可能です。 例えばこのライトの色を青にしてみます。 右を見ていただくとわかるように 天井に照り返しの青が反映されることはなく 直接光成分のみが変化しています。 これはライトの間接光成分は ライトビルド時にライトマップにベイクされてしまっているため ランタイムでライトの色を変えたりオンオフなど調整しても つまりインタラクティブにリアルな ライティングシュミレーションを行うことはできません。
- さらに、 ライトの位置や方向を変えるとなるとMovableのライトを使う必要がありますが グローバルイルミネーションを計算することができません。 UE4には実はLight Propagation Volume（LPV）と呼ばれるリアルタイムGIの機能はありますが DirectionalLightのみの対応であることに加え インテリアシーンではライトリークが目立つため 建築ビジュアライーゼーション用途としては品質に満足できませんでした。
- 先程までお話してきました UE4標準のグローバルイルミネーションのシステム Lightmassでのワークフローとの違いをまとめてみました。
- Enlightenは ライトマップとプローブを 事前のライトビルドで生成しておくことで ランタイムでは動的なグローバルイルミネーションを比較的低コストで作成できます。 またライトはランタイムに移動、調整が可能なムーバブルライトでライティングしていきます。 画像はUE4でのEnlighten設定確認用のビューになります。 シーンにある各メッシュはビルド前に ライトマップとプローブどちらからグローバルイルミネーションを参照するかを 設定します。 どちらを選択すべきかですが Staticかつ、正確にライティングしたいメッシュ、 例えば壁、床、天井、大きな家具などは ライトマップを生成するように設定します。 Lightmassではライトマップをベイクするために ライトマップ用のUVを用意する必要がありますが EnlightenはこのUVが自動生成のため必要ありません。 一方、ランタイムで動かしたいムーバブルなメッシュや Enlightenがライトマップ用UVを自動生成するには 形状が複雑すぎて不正な展開をしてしまうようなメッシュ 例えばフォリッジのようなものはプローブに設定します。
- では少し戻りまして Lightmassの時はどうかというと 同じような感じなんですね。 ライトビルドが終わると Staticなメッシュにはライトマップがベイクされると同時に Enlightenのプローブにあたる VolumelightingSamplesが生成され MobavleなメッシュはここからGIを参照します。 ところで建築などビジュアライゼーション用途などで 既にコンテンツを作っれている方にはおなじみでしょうが LightmassでディティールのあるGIを作ろうと思って設定を上げていくと スライドの画像のようにライトマップ解像度がシーン全体に渡って高い状態になりがちかと思います。 そしてディティールアップのために ライトマップ解像度をあげていくと どんどんビルド時間がのびていきます。
- ここで最終設定での 品質とビルド時間を比較してみたいと思います。 大体同じようなシーンではあるのですが シーンとビルド環境が違うので ビルド時間の差は目安程度として捉えてください。 約6倍の差です。 今日ご紹介していない 他のシーンでも経験的にこれぐらいの差が出ています。 この差について少し見てみたいと思います。
- 両方の最終設定での ライトマップを比較してみたいと思います。 左がLightmass 右がEnlightenバージョンです。 LightmassもEnlightenも 下のライトマップ表示の際のグリッド1マスが ライトマップ1ピクセルになります。 同等の品質を持つにも関わらず Enlightenの方は解像度がとても低いです。 これがビルド時間に大きく違いがでる要因の一つかと思います。 この理由を考えますと Lightmassでここまでライトマップ解像度を上げたのは 直接光の成分もライトマップにベイクされているからです。 画像左上のLightmassでは ライトはStaticなスポットライトにiesを使っているので 光の波のようなものが見えます。 Staticなスポットライトということは 直接光、間接光ともにライトマップにベイクされているということです。 この解像感は決してライトマップ解像度以上でることはないので 光の波をくっきりみせるには ここまで解像度をあげる必要がありました。 一方画像右上のEnlightenでは Movableなスポットライトにiesを使っているため 光の波の解像感はライトマップではなくリアルタイムに描画されています。 Enlightenのライトマップは間接光を表現するのに必要な情報だけをベイクしています。 間接光というものは直接光に比べると そもそもかなりボヤッとしたものなので これぐらいの解像度でもあまりそのアラは目立たないということです。
- 先程までお話してきました UE4標準のグローバルイルミネーションのシステム Lightmassでのワークフローとの違いをまとめてみました。
- 弊社は先月の7/22にオフィスを移転致しました。
- 5/25 まず簡単に移転前のオフィスの会議室を作って 実際の会議室とVRで見た際のスケール感が一致しているかを確認致しました。
- 5/25 次に設計事務所が制作した図面通りにレイアウトしてみました。 オフィスの設計としては一般的なレイアウトを確保していただいていましたが ゲーム会社としての弊社の使い方では もっと広いほうがいい もっと狭くてもいいといった所があります。 平面図での面積としては十分でも 実際に入ってみると圧迫感を感じる部屋があったり 会議室の広さは十分だが 実際に会議するイメージでVR上で立ってみると ホワイトボードに記入するためにはスペースがないなど 図面ではイメージできなかったことが VR上で立ったり、かがんだり、移動したりすることによって 初めて肌で感じるスケール感として 現れてきました。 この時点で佐々木自ら 全体のレイアウトを調整していきました。 ここでできたレイアウトを 設計事務所との次回の打ち合わせ時に 要望として出しました。 このレイアウトは想像ではなく すでに体験済みの空間なので スムーズに執務室のレイアウトは決定していきました。
- 6/14 照明のバランスと色温度は変えていますが 先程のパースでご提案いただいたものとほぼ同じものを再現しました。 スケール感を確認できましたので大まかなレイアウトは問題なかったのですが 弊社の望む雰囲気より少し重厚感がありすぎるということもあり 再度ご提案頂くことになりました。
- 検証を重ねながら 最終的にこのようになりました
- 6/20 内装工事の開始が近づき 細かいデザインが決めなくてはならない期限が迫っていました。 デスクの天板の色 パーティションのカラーなど カタログを見ながら検討を重ねますが 無数にある組み合わせの中から 最適なものを探すことに難航していました。 ではこれもシュミレーションしまおうと言うことで 数名でPCを囲みながら 様々な組み合わせを試してみます。 上記の画像の組み合わせにする予定でしたが
- 最終的にこのようになりました
- 次に 弊社では職種、プロジェクトの違う人間が 雑談まじりにコミュニケーションをとりながら 日々作品を作っています 移転前のオフィスでは こうした職種を超えたコミュニケーションの中で生まれて来た アイデア、実装等がありますが 新オフィスでは、 席数が増え長細いレイアウトになったことで 以前のようなコミュニケーションを取りにくくなるのではといった懸念がありました。 スライドの画像は当初予定していたパーティションの高さです。 170ｃｍの男性が 席に座った際の高さになります。 目の前のパーティションにより 空間のつながりが断絶され個室的になっています。
- スライドの画像が 最終的に採用したパーティションの高さです 430→330と10センチ低くしました。 スライドではわかりにくいですが 10センチ下げたことで 通常作業では視線がぶつからずに 首を少し伸ばせば 周りの空気感がわかる 高さになることがわかりました。 このあたりは VRでなければ わからない空間体験になっているのではと思います。
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