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【初心者向け】Shade 3Dとハードウェアのスペックについて
ユニットコムグループのパソコン工房さんがShade 3Dのベンチマークテストを実施、それをweb記事として掲載してくださいました。
Shade 3D開発チームもテスト結果について勉強させていただきつつ、Shade 3Dとハードウェアスペックについて解説いたします。
Shade 3Dプロデューサー：坂口秀之
Shade 3D ver.14は、3Dプリントアシスタント機能を搭載。
3Dモデルが3Dプリントでエラーにならないよう、完全自動エラー箇所チェック＆半自動で修正ができます。
ということで今回はハードウェアスペックのお話になります。
3DCGが20年前、いや10年前とも大きく変わっているのは
「そこらへんのパソコンで3DCGができる」ようになりつつある点です。
今ではまさにノートほどの厚さのMac Book Airで問題なくShade 3Dが使えるほどで、新しいパソコン購入の際に3D専門ソフトを扱う心構えでスペックを考慮していなくてもたいていは「Shade 3Dが動かせるパソコン」になります。(Shade 3Dの動作環境)
しかし、それでも「3Dはじめて」の最初の日々から徐々に操作に慣れて中級者になってきますと、「レンダリングに時間がかかる」という問題に毎度頭を悩ませることになります。
とくに、アニメーションを作りたい方には大きな問題です。
たとえば1枚10分のレンダリングで現実的に思えても、
それを10秒のアニメーションにするには
10秒 × 30枚 × 10分=3,000分
と、途方も無い時間がかかります。
一通りシーンを作ってから1枚のレンダリングに10分かかると判明したら、、
結構絶望的ですね。
慣れてくれば途中で簡易的なレンダリングでテストしながら作業するのでそういう事もないのですが、そうなってしまったらどうしたらいいのでしょうか。
納期とパソコンに十分な余裕があれば、そのまま長時間レンダリングしてもかまいません。ただし、多くの場合はレンダリング結果をみて調整、その後で再度レンダリングすることになるのも計画に入れておかねばなりません。
というようなこともあるので、現実的にはレンダリング時間が短くなるように調整します。
レンダリングにかかる時間は、主に下記の要素に依存します。
・パソコンのCPUスペック
・(不足している場合は)メモリ容量
・レンダリング対象のポリゴン数(レンダリング時の分割設定含む)
・レンダリング手法
あとは、繰り返し透過や反射をさせているなど演算に時間がかかる処理がはいってるときは、レンダリング時間が延びます。
Shade 3Dの作業でレンダリング時間を短縮するには、ディテールが必要の無いオブジェクトの分割精度を荒くしたり、見えないオブジェクトは非表示にしたり、あとはレンダリング設定をいじったりします。
しかし今回はそのあたりの作業で時間短縮するテクニックのお話ではなく、
パソコン工房さん記事コラボでハードウェアのお話の方を掘り下げます。
CPUとGPUについて
問題の「レンダリング」の計算は、一見グラフィックの処理なので、グラフィックチップ、GPU、ビデオカードと呼ばれるパーツが重要なように思えます。
しかし、実はShade 3Dのレンダリング計算はほぼCPUの性能に依存しています。
しかも、マルチコアCPUとの相性が良いように設計されていて、並列処理のロスが少なくマルチコアの恩恵を一心に受ける事が可能です。
逆にGPUの性能が非常に高かったとしても、Shade 3Dの使い勝手には影響しないケースが多いです。GPU性能が肝心のレンダリングに関わらないことが大きな理由です。
また、GPUの性能が直接関わるモデリング作業中の図形ウインドウの描画についても、Shade 3Dは「自由曲面」の採用で描画する線が少ないので一般的には描画にさほどのマシンパワーを要求しません。
そのため、あまりハイエンドなGPUを用意してもその性能が発揮されるほどの負荷が発生しない事が多いのです。
もちろん大量のオブジェクトを配置する場合や非常にハイポリゴンなモデルを制作してる場合などではGPUの性能が高くないと描画が遅くなります。
たとえば建築パースで、複合施設や大きな集合住宅などを各シーン個別にレンダリングするクオリティで作り込み、その全体を一度に表示しながら作業する場合などは、GPUの性能も気にする必要があります。
ただし、そのような作業では表示される線が多すぎて目で確認しづらくなり、実際はShade 3Dのブラウザで必要箇所以外を非表示にして作業されると思いますので、結局のところGPU性能の問題にあたることは少ないかもしれません。
また、プロジェクターや外部モニターに画面を映しながら作業をすると、当然描画負荷が大きく増えるのでその時は良いGPUが必要です。
(前述のMac Book Airなどでは、プロジェクターに画面を映しながらのモデリングは描画に無理がありました。Mac Book Proクラスならそのやり方でも全く問題は出ません。)
※GPU、ビデオカードは動作対象外のものだとShade 3Dの実行自体が出来ない場合があります。また、グラフィックドライバが最新でない場合もトラブルが発生しやすいのでShade 3Dの動作環境にはご留意ください。
「メモリ」について
最後に「メモリ」です。
メモリは足りなくならない限りあまり段階的に使い勝手に影響する事はありません。しかし、「メモリ不足」になってしまうと、とたんに処理が遅くなります。
よく営業部門の新人研修でいうことですが、
“パソコンのメモリは「まな板」です。”
作業する内容が、まな板に乗らないほど大きくなると困ってしまいますので、まな板は作業に対して十分広い必要があります。逆にまな板は広すぎても特に作業が速くなる訳ではありません。
Shade 3Dの場合は、レンダリングの時に主にはファイルサイズとレンダリング画像のサイズがまな板、つまりメモリに乗ってきます。
ファイルサイズは、「自由曲面」で作っていたモデルがレンダリング時にはポリゴンに分割されるので、その際に元々のサイズより大きくなりますのでその点も要注意です。
合計のサイズがメモリの容量を超えてしまうと、作業場所をハードディスクにも移さなければならず、処理時間が数倍どころか数十倍以上にまで膨れあがります。
メモリが十分に大きいか、ファイルサイズに気を使うか、どちらかでメモリの問題はでなくなります。
Shade 3Dのファイルサイズが大きすぎる場合は、テクスチャー画像が大きすぎてファイルが大きくなっている事が多いので、まずテクスチャーまわりをチェックするのがいいです。
以上、Shade 3Dとハードウェアの基礎、、とでもいいましょうか。
端から勉強するともっとたくさんの要素がありますが、
実体験から重要なところだけを抜き出すと上記の事でだいたい大丈夫だと思います。
あと、ハードウェア自体は日々進化しますので、お店の方にも聞いてみるなど
もっとよい情報の収集はかかせません。
今回はパソコン工房さんが実際の最新ハードウェアで研究してくださってますので、
是非その記事もご覧ください。
パソコン工房 「 Shade 3Dのレンダリング速度をCPU別に検証」
（文：坂口秀之）