ビジュアルアートとテクノロジーはここ数十年で大きく進歩し、私たちのイメージの捉え方や作り方を一変させました。こうした分野の中でも際立った技術が、コンピュータ・グラフィックス（CG）とコンピュータ・ジェネレーテッド・イマージェリー（CGI）です。これらの用語はよく同じ意味で使われますが、実は意味が異なります。そしてこの分野のもう一つの大きな進歩は、3ds Max レンダーファームです。これは、複雑な3Dモデルのレンダリングプロセスを高速化し、プロジェクトの効率とビジュアル品質を向上させます。この記事では、CGとCGIの違いについて、その定義、歴史、カギとなる考え方、用途、今後の動向、そして3ds Max レンダーファームについてを解説します。
コンピュータグラフィックス（CG）とは、コンピュータを使って視覚的なイメージを作り、操作し、表現することです。単純な2D画像から複雑な3Dモデルやアニメーションまで、あらゆるものが含まれます。CGは、モデリング、テクスチャリング、レンダリングなど、画像を作成したり変更したりするために使用されるツールや方法を対象としています。
一方、CGI（Computer-Generated Imagery）とは、映画、ビデオゲーム、バーチャルリアリティの画像やシーンを作るためにコンピュータグラフィックスを使用することを意味します。CGIはCGの一部で、非常にリアルに見えるビジュアルを作成することに重点を置いており、現実の画像と見分けがつかないようなビジュアルコンテンツの作成に重点を置いています。
CGとCGIの歴史は、1960年代、CG映像の実験的な試みから始まりました。アイヴァン・サザーランドの『スケッチパッド』（1963年）は、ユーザーがインタラクティブにコンピューターグラフィックスを操作できるようにした、画期的なものでした。1970年代と1980年代には、ラスターグラフィックスとベクターグラフィックス、そしてアンリ・グーローとブイ・トゥオン・フォンのシェーディングモデルによって技術がさらに進歩し、3Dオブジェクトがよりリアルに見えるようになりました。
1990年代、CGIはメディアの主流となりました。1995年に公開されたピクサーの『トイ・ストーリー』は、全編CGIで作られた初の長編映画で、大きな歴史の1ページとなりました。この時期、レイトレーシングやグローバルイルミネーションといったレンダリング技術が向上し、CG映像がよりリアルに見えるようになったのです。
3Dコンピュータグラフィックスでは、仮想空間内で変更したり動かしたりできる3次元モデルを作成します。このプロセスは3Dモデリングから始まり、アーティストはBlender、3ds Max、Mayaなどのソフトウェアを使用して、オブジェクトのデジタルバージョンを作成します。その後、モデルにテクスチャを貼って表面のディテールを加え、レンダリングして3Dモデルを2D画像にします。
3Dコンピュータグラフィックスは、ビデオゲーム、映画、バーチャルリアリティ、サイエンス・ビジュアライゼーションなど、さまざまな分野で利用されています。ビデオゲームでは、没入感のあるリアルな環境、キャラクター、オブジェクトを作成し、ゲームの体験を向上させてくれます。サイエンス・ビジュアライゼーションでは、3Dグラフィックスを使用して、医療画像や建築設計のような複雑なデータを、理解しやすく表現できます。
CGIは、今日のメディアにおける視覚効果（VFX）やアニメーションの制作に欠かせません。VFXアーティストはCGIを使って、現実には撮影できないような環境、クリーチャー、シーンを作り上げます。例えば、『ジュラシック・パーク』（1993年）のリアルな恐竜や『アバター』（2009年）の素晴らしい風景はCGIによって可能になりました。
アニメーションでは、CGIが『トイ・ストーリー』や『アナと雪の女王』（2013年）のような生き生きとした表情豊かなキャラクターを生み出すのに役立っています。また、実際の俳優の動きを記録してデジタルモデルに適用するモーションキャプチャーのような技術は、CGIアニメーションをよりリアルで滑らかなものにしています。
コンピュータグラフィックスを作成・編集するためのソフトウェアツールは数多くあります。2D画像の編集には、ペイント、テクスチャリング、合成のための強力なツールを備えたAdobe Photoshopが広く使われており、3Dモデリングには、Blender、3ds Max、Maya、Cinema 4Dなどのプログラムが使われています。これらのプログラムには、3Dモデルのモデリング、スカルプト、リギング、アニメーションのための豊富なツールが揃っています。
これらに加え、デジタルスカルプト用のZBrushやテクスチャペイント用のSubstance Painterのような専用ツールも、CGパイプラインには欠かせません。これらのツールを使用することで、アーティストは細部までリアルに再現された複雑なモデルやテクスチャを作成することができます。
レンダリングとは、3Dモデルを2D画像に変換するプロセスのことで、近年のレンダリング技術の向上により、CGIのクオリティが大幅に向上しています。例えば、レイトレーシングは、光が表面とどのように相互作用するかを模倣し、反射、屈折、影を正確にレンダリングする非常にリアルな画像を実現します。
Arnold、V-Ray、Unreal Engine などのソフトウェアは、高度なレンダリング技術を使用してリアルな画像を作成し、強力なアルゴリズムと GPU アクセラレーションを利用して複雑なシーンを処理し、高品質の出力を実現します。
まず、映画やテレビ業界はCGIに大きく依存しています。『マトリックス』（1999年）、『ロード・オブ・ザ・リング』3部作、『アベンジャーズ』シリーズなどの映画は、CG要素と現実の映像をシームレスに融合させ、魅惑的な映像ストーリーを創り出すことで新しい指標となりました。
テレビ番組もまた、複雑なシーンや特殊効果を作り出すためにCGIを多用しています。例えば、『ゲーム・オブ・スローンズ』のようなシリーズでは、架空のクリーチャーや広大な風景にリアリズムを与えるために、CGIが多用されています。
サイエンス・ビジュアライゼーションにおいて、CGは分子構造、天体物理学的事象、医学教育のための解剖学的モデルのような複雑な現象を正確に表現できます。そのため、これらのビジュアライゼーションは、研究、教育、科学データを効果的な提示することができます。
教育分野では、CGやCGIは体験型の魅力的な学習教材を作成するために活用されています。バーチャルでの実験や歴史の再現など、さまざまな分野で没入感のあるインタラクティブな視覚教材を作成でき、教育体験を豊かにしているのです。
モーションキャプチャー技術は、生身の俳優の動きを記録し、デジタルモデルに変換します。この技術は、リアルで滑らかなアニメーションを作成するために、映画やビデオゲームで広く使われているものです。『ロード・オブ・ザ・リング』のゴラムや『猿の惑星』のシーザーのようなキャラクターは、モーションキャプチャーと高度なCGIを使って作られました。
一方、コンピュータ・アニメーションでは、アニメーターがキャラクターやオブジェクトの主要なポーズを手作業で作成し、ソフトウェアがその間のフレームを埋めるキーフレーム・アニメーションが使用さています。この方法は、映画やテレビ番組のアニメーションでは一般的で、アニメーターにクリエイティブな自由度とアニメーションの操作性をもたらしてくれます。
グラフィックデザインでは、ロゴ、ポスター、広告、その他のビジュアルコンテンツの作成にCGが使用さています。Adobe IllustratorやCorelDRAWのようなツールを使えば、柔軟で高品質な CGを実現できます。また、Photoshopのようなソフトを使えば、写真の加工、エフェクトの追加、合成が可能になり、作品の魅力を高めることができます。
CGとCGIはどちらも現代の映像制作の鍵となっていますが、その使われ方は異なります。CGIは映画において、複雑な視覚効果とリアルなキャラクターを作り出し、ストーリーテリングと視覚体験を向上させます。一方、CGは広告において、消費者の関心を引き、ブランドメッセージを効果的に伝えるための高品質の製品ビジュアルやモーショングラフィックスを作成するために、使用されることが多いです。
初のフルCGIアニメーション映画である『トイ・ストーリー』は、CGIがいかに魅力的で、ビジュアル的に素晴らしい作品を制作できるかを証明し、アニメーションに革命を起こしました。この成功により、数々のCGIアニメーション映画への道が開かれたのです。
対照的に、伝統的なアニメーションは、初期のディズニー映画のように手描きのフレームを使い、独特のスタイルを与えていました。『ジョジョの奇妙な冒険』では、この伝統的なアニメーションにデジタル・パペットをミックスし、デジタル・ツールを使って2Dのキャラクターを動かしています。これにより、伝統的なアニメーションのスタイルとCGIの効率性が融合しました。
CGIの制作には、創造的かつ技術的な多くの課題を克服する必要があります。アーティストは、制作能力と、レンダリング時間やハードウェアの制限といった技術的な制約とのバランスをとらなければなりません。リアルなキャラクターや 背景をデザインするには、解剖学、物理学、ライティングを深く理解し、複雑なソフトウェアツールを使いこなすスキルが必要です。
リアルタイムレンダリングやバーチャルプロダクションのような高度なCGアプリケーションには、技術的に大きな課題があります。リアルタイムレンダリングでは、さまざまなデバイスでスムーズに動作するようにシーンを最適化し、ビジュアルクオリティとパフォーマンスのバランスをとる必要があるのです。そしてバーチャル・プロダクションでは、実写映像とCGIをリアルタイムで合成するため、物理的要素とデジタル要素の正確な同期とシームレスな融合が必要となります。
仮想現実（VR）、拡張現実（AR）、複合現実（MR）などの新しい技術が、CGIの可能性を広げています。これらのテクノロジーは、没入型のインタラクティブな体験を生み出し、エンターテインメントやストーリーを伝える新しい方法を可能にしているのです。例えば、VRゲームや体験は、ユーザーをデジタル世界やその中のワークスペースに誘い、ARアプリは、現実世界にデジタル情報を表示し、私たちの周囲との関わり方を改善します。
人工知能（AI）と機械学習（ML）は、CGとCGIを変革しようとしています。例えばAIツールはモデリングやテクスチャリングなどの作業を自動化させるので、アーティストは制作に集中できます。そしてMLアルゴリズムは、画質を高め、レンダリング時間を短縮することで、レンダリングを改善します。また、AIは本物そっくりのアニメーションやシミュレーションの作成にも役立ち、デジタルビジュアルアートの限界を押し上げています。
CGとCGIは密接に関連していますが、デジタルビジュアルアートの中では異なる目的と用途を果たします。CGは画像を作成し、加工するテクニックを対象とし、CGIは特にメディアやエンターテインメントのためにリアルな画像を作成します。この違いを認識することで、アーティストがそれぞれの技術を効果的に使用し、ビジュアルのストーリー性と芸術的表現を向上させることができます。
