長らくレンダリングは、フレームが処理されるまで何時間も、時には何日も待つことがあり、それもまた作業の一部でした。しかし、GPUレンダリングがすべてを変え、業界に大幅なスピードアップをもたらしました。グラフィックカード（GPU）のパワーを利用することで、このテクノロジーはレンダリングをかつてないほど高速かつ効率的にしたのです。長いレンダリング時間にうんざりしているなら、GPUレンダリングは、必要なソリューションです。
GPUレンダリングは、レンダリングのタスクをCPUからGPUに移すことで機能します。CPUは一般的なタスクのために作られ、処理を一度に一段階ずつ行いますが、GPUは一度に多くのタスクを処理するように設計されています。複数のタスクを同時に処理できるGPUは、3Dシーンの作成に必要な複雑なライティング、シェーディング、ジオメトリ計算を処理するのに最適です。
簡単に言えば、CPUレンダラーだと何時間もかかる作業が、GPUレンダラーだとはるかに速くできるということです。Redshift、V-Ray GPU、BlenderのCyclesのようなソフトウェアは、この利点を最大限に活用し、パフォーマンスを大幅に向上させています。私が初めてGPUレンダリングを試したとき、ライトやマテリアルの調整など、自分のシーンに変更を加えながら、ほぼ瞬時に結果を確認できる速さに驚きました。
CPUレンダリングとGPUレンダリングのどちらを選ぶかは、プロジェクトによって異なります。CPUは大量のメモリを処理するのに適しているため、多くのデータ処理を必要とする非常に詳細なシーンのレンダリングに最適です。数十億ポリゴンのプロジェクトや複雑なシミュレーションなど、精度と安定性が絶対不可欠なプロジェクトでは、ArnoldのようなCPUレンダラーを使用したこともありました。
その反面、スピードを重視するならGPUが最適です。同時に多くのタスクを処理できるため、CPUよりもはるかに高速にレンダリングできます。私が初めて3ds Maxの建築ビジュアライゼーションにGPUを使ったときは驚きました。CPUレンダラーで何時間もかかっていたものが、数分で終わったのです。ただし欠点はメモリで、GPUは内蔵VRAMによって制限されます。しかし、NVIDIA NVLinkのような最新のツールは、複数のGPUをリンクしてメモリを結合できるため、大規模なプロジェクトに対応できます。
ほとんどのプロジェクトでは、CPUレンダリングとGPUレンダリングの両方を併用しています。GPUレンダリングは素早いプレビューや変更に最適で、CPUレンダリングは多くのメモリを必要とするシーンの最後の作業を処理します。Redshiftのハイブリッドレンダリング機能を使えば、2つのレンダリングを簡単に切り替えることができ、クオリティを落とすことなく両方の長所を生かすことができます。
少し前のものですが、BIZONのレンダリングの比較は、GPUレンダリングがいかに高速かを示しています：
GPUレンダリングを検討しているなら、現在利用できるツールは素晴らしいものばかりです。中でも、高速で知られるGPUレンダラーのRedshiftは、複雑なシーンを簡単に処理できるため、私のお気に入りの1つです。そのハイブリッドレンダリング機能は、GPUメモリを大量に使用するプロジェクトに特に役立ちます。
3ds Maxでは、Arnold GPUやV-Ray GPUのようなツールのおかげで、GPUレンダリングが私の仕事の定番になりました。これらのレンダラーでは、リアルタイムのプレビューを見ることができるので、以前は不可能だった、シーンを瞬時に調整することが簡単にできます。例えば、細かいマテリアルやライティングを素早く微調整できるようになり、クライアントに結果をより早く提供できるようになりました。
例えば、GarageFarm.NETのようなGPUクラウド・レンダリング・サービスには大きな利点があります。複数のGPUに多額の費用をかける代わりに、これらのサービスを利用すれば、強力なレンダリングファームをオンラインで利用できるようになります。私は、締め切りの厳しいプロジェクトでGPUクラウドレンダリングを使ってきましたが、リソースを素早くスケールアップできることが大きな違いでした。
次の動画は、GarageFarmのGPUレンダーファームでいかに簡単にレンダリングできるかを紹介したものです：
GPUレンダリングの最大の進化のひとつは、そのスピードです。私が初めてGPUで高解像度のアニメーションをレンダリングしたときのことを今でも覚えています。CPUレンダラーで一晩中かかっていたものが、コーヒーを飲む時間もないうちに終わってしまいました。このスピードは時間を節約するだけでなく、創作方法も変えてくれます。レンダリング時間が大幅に短縮されたことで、ディテールを改善したり、以前はできなかった新しいクリエイティブなアイデアを試したりすることに集中できるようになったのです。
もうひとつの大きな利点は、リアルタイムのフィードバックです。BlenderのCyclesのような多くのGPUレンダラーでは、結果をすぐに確認しながら、ライティング、マテリアル、カメラアングルを変更できます。この即時フィードバックにより、実験が容易になり、より遅く、より厳格なワークフローでは見つけられなかったかもしれない新しいアイデアを発見するのに役立ちます。
GPUのスケーラビリティも重要な利点です。システムにGPUを追加すると、新しいGPUを追加するごとにパフォーマンスがほぼ2倍になります。高解像度でフォトリアリスティックなレンダリングでは、マルチ GPU セットアップで複雑なシーンを簡単に処理できます。NVIDIA Nsightのようなツールは、GPUパフォーマンスを分析することによってこれらのセットアップを改善するのに役立ち、ハードウェアを可能な限り最大限に活用できるようにします。
ソフトウェアレンダリングとGPUレンダリングの議論は、本当にプロジェクトのニーズによって異なります。CPUを使うソフトウェアレンダリングは、複雑な計算と大量のメモリを必要とする作業に最適です。例えば、映画用の流体シミュレーションや詳細なエフェクトがあるシーンで作業する場合、私のCPUレンダラーは、すべてを完璧にするために必要な安定性と制御を提供してくれました。
一方、GPUレンダリングは、スピードと効率が最も重要なプロジェクトに最適です。GPUレンダリングは、リアルタイムのビジュアルとライティング効果を生成できるため、ゲーム開発者は特にGPUレンダリングを使用します。通常の3D作業では、GPUレンダラーは通常、速度と品質の最高のバランスを提供し、アニメーションや製品のビジュアライゼーションなどの作業に不可欠です。
NVIDIAはGPUレンダリングの分野において先進的であり、その技術革新は常に新境地を開拓し続けています。RTX GPUでは、リアルタイムのレイトレーシングが可能になり、ゲームや映画などに驚くべきフォトリアリズムを提供しています。レイトレーシングでリアルタイムの結果を得る能力は、まだSFの話のように感じられますが、私のプロジェクトでは毎日使っているツールです。
また、NVIDIAはレンダリングにAIを使うことを検討しており、従来のレイトレーシング手法に取って代わる可能性があるという話もあります。GPUとAIを組み合わせて、レンダリングをより速く、よりスマートにするというアイデアは本当に素晴らしいです。NVIDIAがそれを成功させれば、レンダリングについての考え方を完全に変えることができるでしょう。
GPUレンダリングから最高のパフォーマンスを得るには、シーンを最適化することが重要です。テクセル密度（テクスチャの詳細度）をアセット全体で一定に保つことで、GPUメモリの浪費を避けることができます。私はあるプロジェクトで、不均一なテクスチャがメモリの問題とビジュアルの低下を引き起こしたため、このことを身をもって学びました。Blender用のTexel Density Checkerのようなツールは、これを管理するのに本当に便利です。
Redshiftのようなハイブリッドレンダーエンジンは、GPUとCPUの間で作業のバランスを取るために重要だ。これらのエンジンは、シーンが必要とするものに応じて、2つを自動的に切り替えることができます。このアプローチは、特に要求が変化するプロジェクトにおいて、多くの時間とストレスを節約してくれました。
GPUレンダリングは、3D業界を完全に変化させ、そして改善し続けています。3ds MaxでGPUレンダラーを使うにせよ、Redshiftでハイブリッド・ワークフローを扱うにせよ、GPUクラウド・レンダリングを使うにせよ、このテクノロジーは現代の3D作業の重要な一部となっています。
私にとって、GPUレンダリングは単にスピードの問題ではなく、より自由度が高いということです。技術的な問題に制限されることなく創作することができます。まだGPUレンダリングを使ったことがないのであれば、今こそGPUレンダリングを試す絶好の機会です。可能性は無限大で、たくさんのクリエイティブな機会が待っています。
