セガ、『PSO2』シリーズで新たに実装されたトゥーン表現の解説記事を公開。既存モデルを生かしながら描画方法を切り替え

2023年8月10日（木）、セガの技術ブログ「SEGA TECH BLOG」にて、『NGS』『PSO2』のトゥーン表現を解説した記事「『PSO2 ニュージェネシス』におけるトゥーン表示対応について」が公開されました。

【#セガ技術ブログ 更新】CGにおいて、アニメ風、広くは漫画やイラスト風の作画でレンダリングする手法「トゥーンレンダリング」をご存じですか？

『PSO2 ニュージェネシス』におけるトゥーン表示対応について解説します。https://t.co/MSnKYZ7YSe　#NGS #PSO2NGS #SEGATECHBLOG pic.twitter.com/unCShnAc8Z

— セガ公式アカウント🦔 (@SEGA_OFFICIAL) August 10, 2023

トゥーンレンダリングを想定していないモデルデータでの工夫

『NGS』ではトゥーンレンダリングを想定したモデルデータを作成していなかったため、一部の実装では一般的な手法とは異なり、その方法について同記事で解説されています。

本作でトゥーン表示する際は、ディファードレンダリングのGBufferから取得した情報を使用しています。『NGS』のレンダリングシステムは、不透明の描画には「ディファードレンダリング」、半透明・カットイン画面の描画には「フォワードレンダリング」が用いられています。

GBufferの内容（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

『NGS』のトゥーン表示におけるレンダリングパス（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

カットイン画面とは、本作においてチャット画面やショップでのプレビューで使われている画面を指しています。

カットイン画面（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

これまでの処理ではフォワードレンダリングを用いていたため、GBufferの情報を出力していませんでした。トゥーン表現を適用するにあたり、フォワードレンダリングの結果だけでなく法線、マテリアル情報などを含めたGBufferを出力するように変更したといいます。

トゥーン表現対応後のカットイン描画のパス（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

ランプテクスチャの追加が難しいモデルデータへの対応

拡散反射光（陰影）は、ランプテクスチャ（※）を用いて表現する方法が一般的です。しかし『NGS』では既存のモデルデータとの兼ね合いなどの理由から、ランプテクスチャを使用せずに、用意した一律のパラメーターの値を元に陰影を計算して表現します。

※　ランプテクスチャとは、色の段階を設定したテクスチャ。本作では、陰影をアニメのような表現に近づけるために使用されている

ランプテクスチャではなく、計算によって3段階に陰影が分けられている（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

上記の陰影付けの方法では、例えば肌の色が暗いキャラクターでは意図しない陰影描画が発生するため、鏡面反射光（スペキュラ）に対しても一律のパラメーターを用意して、3段階の陰影をもってトゥーン表現を実現しています。

拡散反射光だけでは陰影が落ちない例（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

鏡面反射光も考慮することで、綺麗に陰影が落ちるようになった（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

アウトライン表現

『NGS』は、GBufferの深度、法線、マテリアルの情報を元に「顔と毛髪以外は法線によるアウトラインを使用する」「毛髪のみ、マテリアルによるアウトラインを使用する」など、パーツごとに異なる方法でアウトラインを描画しています。

また、『PSO2』では「フォトンマフラー」など不透明と半透明を組み合わせたパーツが用いられています。この場合、アウトラインは半透明部分を無視し、不透明部分に沿った不自然な描画がされてしまいます。

その対策として、半透明部分を表すアルファマスクを作成。これにより、半透明部分にアウトライン描画されないよう対応しています。

GBufferの各情報を元にアウトラインを描画している（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

マスクを用意することで、半透明部分にアウトラインが描画されないようにしている（画像はSEGA TECH BLOGより引用）

その他、トゥーン表現に対応するために施したモデルの調整手法などの詳細は、こちらをご確認ください。