ゲーム向け手続き型アセット生成：メリット・ツール・ワークフロー

オープンワールドRPGを開発していると想像してください。ゲームには森が必要であり、デザイナーはすべての木に微妙な差異を持たせたいと考えています。一つひとつを手作業で配置するのは現実的ではありません。それには数か月かかってしまいます。答えはプロシージャルアセット生成です。ルールを一度記述すれば、エンジンがあなたのビジュアルスタイルに沿った1万本の木を自動配置し、1本ずつ調整する必要はありません。

それが謳い文句です。しかし、実態はより微妙です。手続き的生成は作業を消滅させるわけではなく、上流工程での作業に変換されるのです。活用するには、まずそれを可能にするシステムを設計・構築する必要があります。そして、そのシステムには実際のコストと制限があり、他のアプローチでは対応しきれない特定の課題に対しては有効であるという特性を持っています。

この記事では、プロシージャルアセット生成がゲーム開発者にもたらす実際の効果、成功するケースと失敗するケース、そして規模を問わずあらゆるスタジオにとってハイブリッドパイプラインが現実的なアプローチとなっている理由について紐解きます。

プロシージャルコンテンツ生成（PCG）の本当の意味

プロシージャルアセット生成とは、アルゴリズムとルールを使用してゲームアセットを自動的に作成することを意味します。3Dアーティストがすべてのフェンスポストを個別にモデリングするのではなく、開発者は高さ、幅、ポストの間隔、木目の質感などのパラメータを定義し、システムはそれらのルールに基づいてフェンスのバリエーションを生成します。

鍵となる概念はシードです。シードとは、乱数生成器を初期化する数値です。同じシードを使用すれば、毎回同じワールドが生成されます。シードを変更すると、新しいバリエーションが得られますが、雰囲気の一貫性は保たれます。これにより、プロシージャルワールドの再現性とデバッグが容易になります。純粋なランダム性とは異なり、シードベースの生成では、チームと正確なワールド状態を共有したり、特定のレイアウトに戻したりできます。

プロシージャルツールの3つのカテゴリは、それぞれ異なる方法で機能します。

数式およびノイズを用いた生成

これらのシステムでは、パーリンノイズ、シンプレックスノイズ、またはセルオートマトンなどのアルゴリズムを用いて、地形、植生分布、洞窟システムを生成します。これらは手続き型コンテンツの最も古い形式であり、決定論的であり、同じシードは常に同じ出力を生成します。

ルールベースおよびグラフベースのシステム

これらのツールを使うことで、アーティストは明確なルールやパラメータを定義できます。Unreal Engine 5のPCGフレームワークではノードグラフを使用し、各ノードがルールを表します。例えば「このアセットをここに生成する」「この角度範囲内でランダムに回転させる」「水辺との近接度に基づいて密度を設定する」といったものです。Houdiniは一歩踏み込み、完全なプロシージャルノードネットワークにより、岩のような小物から街並み全体まであらゆるものを生成できます。

AIによる生成

これは最新のカテゴリーです。テキストや画像のプロンプトから3Dモデルを直接生成し、ルールの記述を一切不要とします。従来の意味でのプロシージャル生成ではありませんが、ルールを手作業で記述する代わりにトレーニングデータから学習するため、パイプライン上の同じ位置を占めます。つまり、アセットごとの手作業なしにアセットを生成するのです。

ゲーム開発者にとっての中核的なメリット

プロシージャル生成の魅力は、それが無料であることではありません。多様性にかかるコストを長期的に償却できる点にあります。具体的には以下の通りです。

スケールしてもコストが線形的に増えない

1万本の固有の木々を持つ手作りの森には、アーティスト1人分の工数が1万ユニット必要です。一方、5つの基本メッシュと散乱システムから1万通りのバリエーションを生成するプロシージャルな森では、基本メッシュを作成するアーティスト1名と、散乱ルールを記述するテクニカルアーティスト1名で対応できます。その後は、1万通りのバリエーションが追加コストなく生成されます。

バリエーションと繰り返し遊べる要素

シードごとに異なる世界が生み出されます。ローグライクやオープンワールドゲームを再プレイするプレイヤーは、単に遭遇の順番が入れ替わっただけではない、本質的に異なる体験を得られます。『Hades II』、『Caves of Qud』、『No Man's Sky』はすべて、この特性が中核を成しています。

ビルドサイズの縮小と実行時メモリ

プロシージャルな世界を配信する場合、配信されるのはレンダリング済みアセットではなく、アルゴリズムのルールとシードです。シードベースの地形システムでは、パラメータは数メガバイト程度で済むことがあります。同じ地形を事前構築済みメッシュにすると、ギガバイト規模になり得ます。大規模なオープンワールドでは、これは無視できない差です。

シードに基づく決定性と、その重要性

シード値は、プロシージャルな出力を再現可能にするものです。同じシード値は常に同じ結果を生成します。つまり、チームで正確なワールドの状態を共有でき、QAは特定のレイアウトを再現でき、アップデートをまたいで同一のワールドを再生成できます。この再現性がなければ、特定の生成シーンに対して共同作業やデバッグを行うことができなくなります。この特性こそが、『No Man's Sky』や『Dwarf Fortress』のようなゲームが、プレイヤーにワールド座標を伝え、同じ場所を訪れさせることができる理由です。

迅速なイテレーションと後工程での安価な変更

プレイテスト後に森林密度を2倍にしたいと思いませんか？密度パラメータを変更して再生成するだけです。ハンドクラフトされた世界では、それは数週間分の配置作業をやり直すことを意味します。プロシージャルな世界なら、スライダー一つで済みます。

スケールしても一貫性を保つ

ルールはスタイルを統一します。手作業で作られた世界では、すべてのアーティストがアートバイブル（制作基準書）を遵守する必要があります。一方、プロシージャルシステムはアートバイブルを自動的に適用します。

最も重要なメリットについて、実務への影響を簡単に比較します：

プロシージャル vs. 手作業 vs. AI：判断フレームワーク

多くのガイドはここで終わります。手続き型生成は素晴らしいと言って次に進みます。しかし、特定のアセットタイプに間違った方法を選ぶと大きなコストが発生します。ここに実用的な判断マトリックスを示します。

手続き型が勝る場面

プロシージャル生成は、正確な配置よりも多様性が重要となる、大量の非中心的なコンテンツに適した選択肢です。森林、岩、瓦礫地帯、遠景の建物、散在する小道具、ドロップテーブル、敵スポーン、これらはプロシージャルシステムの得意分野です。

人手が依然として優位な領域

ハンドクラフトワークは、ヒーローアセット、物語の焦点となる要素、リギングされたキャラクター、そしてクローズアップで映るゲームプレイ要素すべてにとって不可欠です。ボス戦のセットピース、主人公キャラクター、またはプレイヤーが間近で観察するプロップなど、これらはノイズ関数ではなく、アーティストの判断で作り込むべきです。

AI生成の位置づけ

TriverseのようなAIツールは、プロシージャル生成と手作業の中間に位置するツールです。単発のプロップ、特定のゲーム向けのモジュラーアセット、あるいは参照ベースのバリエーションが必要になることがあります。たとえば、同じチェストモデルを3種類の木材の色合いで用意したり、共通のプロポーションを持つ武器ファミリーを作成したりする場合です。こうしたケースではHoudiniのプロシージャルシステムを構築する手間に見合わず、かといって手作業で行うには時間がかかりすぎます。AI生成は、まさにこの層をカバーします。

スケールとバリエーションを重要な柱に据えたゲーム、例えばオープンワールド、ローグライク、サバイバルクラフトなどを開発しているのであれば、プロシージャル生成はパイプラインに不可欠です。一方、すべてのフレームが緻密に作り込まれた数時間程度の物語主導の体験を制作するなら、手作業が中心となります。しかし、ほとんどのスタジオにとっての答えは、両者の併用です。

ワークフロー：ルールからアセットのリリースまで

プロシージャル生成は、ボタン一つで済むものではありません。自ら構築するパイプラインなのです。ここでは、その仕組みを最初から最後まで解説します。

先にアセットライブラリを定義してください

最初のルールを作成する前に、何をプロシージャル化し、何をしないかを決定してください。よくある間違いは、過度にプロシージャル化してしまうことで、意図的なデザインではなく、ただのランダムに感じられる生成物でゲームが埋め尽くされてしまいます。まず明確なリストを作成しましょう。ゲームにはどのようなアセットが、どのくらいの数量で、どのLODで必要でしょうか？

ルールを定義する

ここからが本番です。スキャッタ（散布）システムでは、どのメッシュを生成するか、その回転範囲、スケールのばらつき、傾斜と高さの制約、クラスタリングの挙動、プレイヤーからの距離による密度の減衰を定義します。地形システムでは、ノイズのオクターブ、侵食パラメータ、バイオームの遷移、メッシュかビルボードかによるLOD切り替えを設定します。Houdiniでは、ゲームでそのまま使えるアセットを出力するノードネットワークを構築します。ここには相応の時間を確保してください。ワールドの品質はここで決まります。

生成、分散、検証

システムを実行し、出力を確認してください。浮遊オブジェクト、ジオメトリのクリッピング、Zファイティング、パフォーマンススパイクがないかチェックしてください。非多様体ジオメトリ、コリジョンメッシュの欠落、ポリゴン数上限の超過などを検出する自動検証スクリプトを活用することで、プレイテスト段階に至る前に問題を発見できます。

オフライン生成 vs. 実行時生成

2つのモードがあります。オフライン生成はシステムを一度だけ実行し、静的ワールドを生成してデータとしてパッケージ化します。ランタイム生成はプレイヤーの探索に合わせてリアルタイムでシステムを実行し、必要に応じて新しいコンテンツを生成します。オフラインはシンプルで検証が容易であり、ランタイムはメモリ効率が高く、事実上無限のワールドを実現します。Unreal Engine 5のPCGフレームワーク（PCG Framework）は両方をサポートしています。

あなたのエンジンパイプラインに統合

生成されたアセットを適切な形式でエクスポートします。静的メッシュはエンジンへのインポート用にglTFまたはFBX形式、地形データはエンジンのネイティブ形式、スキャッターデータはランタイムスポーンコンポーネント形式で出力します。ピボットポイントの設定、コリジョンメッシュの構成、LODグループの作成などにより、ここで生成されたアセットとゲームレディな状態とのギャップが解消されます。

環境モデリングのワークフローや、それがゲーム開発パイプラインにどのように組み込まれるかについては、『ゲーム向けプロシージャルアセット生成：メリット、ツール、ワークフロー』をご覧ください。モジュラーなローポリゴン環境アセットや、ゲームエンジン向け3Dモデルの準備方法については、3Dモデルをゲーム対応にするために必要なことをご覧ください。

ゲーム用

業界の定番ツール

手続き型生成ツールの状況は大きく変化しました。主な選択肢を以下に示します。

Unreal Engine 5 PCGとUnity Terrain

そのUnreal Engine 5 PCG フレームワーク は、エンジン内で直接ワールド生成システムを構築するためのノードグラフ環境を提供します。PCG グラフは、エディタ時とランタイム時の実行、環境認識によるアクター生成、テンプレートによる階層的なデータ整理をサポートしています。すでに Unreal Engine を利用している場合、これは導入への障壁が最も低い選択肢です。

BlenderのGeometry Nodes は、プロシージャルモデリングや散布システムにおいて無料かつ強力なツールであり、Blenderの既存のアセットパイプライン内で動作し、あらゆるエンジンへのエクスポートが可能です。複雑なプロシージャルネットワークにおいてはHoudiniのノードシステムほど成熟していませんが、使いやすく、継続的に改善が進められています。

SideFX Houdiniは、プロシージャルゲームアセットパイプラインにおける業界標準です。Naughty Dog、Guerrilla Games、Ubisoftなどのスタジオは、オープンワールドを生成するシステムを構築するためにHoudiniを使用しています。年間270ドルのIndieライセンスにより、小規模チームでも利用しやすくなっています。一方で、習得難易度の高さがトレードオフとなります。Houdiniのノードシステムは、3D制作ワークフローにおける他ツールとはすべて本質的に異なります。

Substance Designer は、プロシージャルマテリアルやテクスチャの作成・編集が可能です。特定のスタイルを維持しつつ、単調にならないベースマテリアル、デカール、サーフェスバリエーションを生成するのに最適なツールです。

Meshy、Sloyd、TripoなどのAIベースのジェネレーターは、「見栄えの良い小道具をすぐにいくつか用意したい」というユースケースに対応します。これらはプロシージャルシステムを置き換えるものではありませんが、プロシージャルパイプラインを構築するほどの価値がない領域のギャップを埋めるものです。状況に応じてこれらのツール名を出すのは有用ですが、Triverseの直接の競合相手であるため、ここではリンクされていません。

ゲーム開発ワークフロー全体におけるAIツールの比較の概要を見るには、こちらをクリックしてください。

誰も口にしない落とし穴

プロシージャル生成に関する解説の多くはここで終わります。メリットを挙げたらそれで終わりです。しかし、それは無責任と言わざるを得ません。実際にどのような問題が起きるのか、以下で解説します。

反復疲労

プレイヤーは、開発者の予想以上に早く繰り返しに気づくものです。5種類の樹木メッシュのスケールと回転にランダムな変化をつけて生成した森も、数時間プレイすれば単調に感じられてしまいます。解決策はランダム性を増やすことではなく、差異のあるベースアセットを増やし、バリエーションのパラメータ空間をより高密度にすることです。しかし、それには事前の制作工数の増加が伴うため、スタジオ側はしばしばこの工程を省略してしまいます。

無機質な印象

完全にプロシージャル生成された環境には、作者による個性が欠けています。手作りの環境は、厳選された配置を通じて物語を語ります。この樽がここにあるのは、誰かがここに置いたからです。一方、プロシージャルな散布は、物語の一貫性ではなく、空間の充填率を最大化するルールに基づいて樽を配置します。その結果、技術的には正しくても、情緒に欠けるものになります。だからこそ、最高峰のプロシージャルワールドであっても、アーティストが手作業で主要オブジェクトや物語的要素を、それ以外はプロシージャルに生成された空間の中に配置しているのです。

パフォーマンスデット

ランタイムでのプロシージャル生成には、無視できないコストが発生します。地形の生成やエンティティをその場で生成することは、本来フレーム描画に使われるCPUやメモリを消費します。チャンク分割、LOD、非同期ロード、オブジェクトプーリングといった解決策は存在しますが、小規模スタジオが見積もりを誤りがちなエンジニアリング工数を必要とします。

アートディレクションの壁

手続き型システムはルールによって一貫性を維持しますが、ルールには美的判断力がありません。ルールのパラメータに直接変換できる明確に定義されたアートディレクションガイドラインがない場合、手続き型システムは一貫性が失われます。典型的な兆候として、技術的には正しく見えるものの、トーンに一貫性のない世界が挙げられます。

プロシージャルパイプラインに取り組む前に、自問してください。あなたのチームには、優れたルールを設計できるテクニカルアートの体制がありますか？それとも、優れたアートより速く作れるものの、優れたアートよりも凡庸なルールよりも悪い結果を生む凡庸なルールになってしまうでしょうか？プロシージャル生成はテクニカルアートを置き換えるものではありません。それはテクニカルアーティストにとって、より強力なツールとなるものです。

実運用に乗るハイブリッドパイプラインの構築

プロシージャル生成を最も成功させているスタジオは、それだけに頼っているわけではありません。各アセットの種類をそれぞれに最も適した手法に振り分けるハイブリッドパイプラインを構築しています。

バルク処理プロシージャ

背景の草木、遠くの建物、岩が散らばる地形、瓦礫、点在するプロップなど、プレイヤーが遠景で見て細部まで注視しないもの。ここがプロシージャルの本領発揮です。量が多く、注意深く見られないからです。

勇者のためのマニュアル

焦点となる小道具、物語上のセットピース、キャラクター、そしてプレイヤーが仔細に観察するすべての要素。アーティストはこれらを一度作成し、それらが世界の視覚的な重みを担います。主人公の顔はプロシージャル生成しません。

中堅・中小企業向けAI

ここがTriverseの出番です。フルHoudiniセットアップを組むほど数が出ない単発プロップ、プロポーションを共有しつつディテールが異なるモジュール式アセット群、あるいは特定のゲーム向けの参照画像をもとにしたバリエーション。こうしたケースがAI生成が最も力を発揮する領域です。AI生成は手作業より速く、純粋なプロシージャルより狙いを制御しやすいのです。

実践的な例：ファンタジーRPGで、商人の在庫として40種類のユニークな武器の小道具が必要だとします。武器用のプロシージャル生成システムを構築するのはやりすぎです。アーティストに依頼して40種類を個別にモデリングしてもらうと費用がかさみます。Triverseを使って、少数の参考スケッチとバリエーション（剣の系統、斧の系統、メイスの系統）から生成すれば、40種類の異なる、エンジンですぐに使えるアセットが半日で手に入ります。

パイプラインにおけるAI生成の活用法

Triverse AI は、プロシージャルシステムでは自動化のコストが高すぎ、手作業ではスケーラビリティに欠けるアセットパイプラインの領域をカバーします。

クリーントポロジーのプロップのためのArtist Mesh

PNGまたはJPGのリファレンス画像、コンセプトスケッチ、プロップの写真、スタイルリファレンスをアップロードすると、Triverse Artist Meshが1K、2K、4Kのプリセット頂点数でクリーンな三角形メッシュを生成します。出力はクリーンなトポロジーで生成されるため、ほとんどのプロップや環境の用途でリトポロジーは不要であり、ゲームエンジンにそのまま使用可能です。生成ごとに25クレジットの固定コストです。

ハイポリベイク用HDメッシュ

ノーマルマップのベイクや、ハイポリメッシュからローポリメッシュへの変換用メッシュの作成のために、より高密度なジオメトリが必要な場合、Triverse HD Mesh は高ポリゴンのメッシュを生成します。これを、最終的なゲーム用の解像度にデシメートする前の、ハンドペイントまたはベイクされたノーマルマップワークフロー用のハイポリソースとして使用してください。

分割して繰り返す

キャラクターのコンセプトアートやプロップの参照画像を1枚アップロードするだけで、Triverse Splitが各構成要素を自動検出して個別のカードに分割し、それぞれを個別に生成します。再アップロードなしで、どのカードでも再生成が可能です。これは、1枚の参照画像から完全なプロップセットを生成する一括処理ワークフローです。Triverse Studioにてすでに稼働中です。鎧や武器、アクセサリーを含む1枚のキャラクタースケッチが、各パーツを個別に生成、反復、エクスポートできるモジュール化されたアセットセットになります。

画像やテキストから個別の3Dプロップを生成する方法については、画像やテキストのプロンプトから3Dプロップを生成する方法に関する完全ガイドをご覧ください。エンジンにインポートする前のクリーンアップでは、非流形ジオメトリの確認、目標ポリゴン数に合わせてデシメートモディファイアを適用し、UVアイランドのレイアウトを確認することが重要なステップです。

まとめ

手続的アセット生成は魔法ではありません。これは、事前の制作時間を下流工程でのスケーラビリティ向上と引き換えにするシステムです。ゲームにおいてバリエーションとスケールがデザインの柱である場合、高ボリュームで主役にならないコンテンツに最も適しています。オープンワールド、ローグライク、サバイバルゲーム、大規模マルチプレイヤー環境では、予算を超過せずに必要なスケールで世界を埋めるためには、手続的生成が唯一の方法となることがよくあります。

率直に言って、注意すべき点があります。これはアートディレクションの代わりにはなりません。スタイルの強制力は、ルールの作り込みの質に左右されます。強力なテクニカルアート部門を持たないスタジオは、技術的には一貫しているものの、美的には凡庸な結果しか得られないでしょう。

今日のほとんどのチームにとって現実的な答えは、大量の背景コンテンツにはプロシージャル生成を、主要なアセットには手作りのアートを、そしてその中間層、つまり「手作業でモデリングするには多すぎるが、Houdiniでパイプラインを構築するほどではない」単発の小道具やモジュール式アセットファミリーにはAI生成を用いることです。Triverseはその中間層を直接的にカバーします。

プロシージャル3Dアセット生成に関するよくある質問