「遅延レンダリング」を編集中

'''遅延レンダリング'''（[[英語]]：Deferred Rendering）とは、[[3DCG]]において、物体の描画とライティングを別々に行う技法である。こいつの登場により従来型のレンダリングは「[[フォワードレンダリング]]」と呼ばれるようになった。

== 利点 ==
=== ドローコールの削減 ===
遅延レンダリングではシーンの中に[[ポイントライト]]などを多数配置しても[[ドローコール]]があまり増えないという特徴がある。

[[フォワードレンダリング]]での[[ドローコール]]数は以下のようなモデルとライトの掛け算である。
 ドローコール数 = モデル数 x ライト数

一方、シンプルな遅延レンダリングでは以下のような感じになる。
 ドローコール数 = 初期化x3 + モデル数x3 + ライト数 + 結合処理

ちなみに「x3」の部分は[[マルチプルレンダーターゲット]]を利用すれば「x1」にすることができる。
 ドローコール数 = 初期化 + モデル数 + ライト数 + 結合処理


太陽光など[[平行光源]]が1個しかない状況では[[フォワードレンダリング]]の方が圧倒的に有利だが、街灯などの[[ポイントライト]]が何個もある状況では遅延レンダリングの方が有利である。
{| class="wikitable"
|+
! rowspan="2" |モデル数
! rowspan="2" |ライト数
! colspan="3" |ドローコール数
! rowspan="2" |備考
|-
!フォワード
!デファード
!デファード+MRT
|-
|1
|1
|1
|8
|4
|
|-
|10
|1
|10
|35
|13
|ライトが少ないときはフォワードレンダリングが有利
|-
|10
|2
|20
|36
|14
|MRTありが逆転
|-
|10
|4
|40
|38
|16
|MRTなしも逆転
|-
|10
|8
|80
|42
|20
|
|-
|10
|16
|160
|50
|28
|
|-
|10
|32
|320
|66
|44
|
|-
|10
|64
|640
|98
|76
|
|}


この遅延レンダリングの特性から2000年代中頃あたりに「夜中に作戦行動する[[右下から銃の生えたゲーム]]」で大流行した。遅延レンダリングといえばだいたい「夜」である。採用例のほとんどが非常に暗いゲームばかりなので日本では人気がないものばかりです。

== 欠点 ==

=== MSAAが使えない ===
遅延レンダリングでのライティング処理は「2D画像処理」であり、その時点で「[[ポリゴン]]のエッジの情報」は喪失している。このため「[[ポリゴン]]のエッジの情報」を用いて[[アンチエイリアシング]]を行う[[MSAA]]は使えない。

[[フォトショップ]]なんかにある「エッジ抽出」をリアルタイムに行い、強引に[[アンチエイリアシング]]するという手法もあるが絶望的に効率が悪い。そのような状況下で少しでも性能を向上させようと、[[MLAA]]、[[FXAA]]、[[TXAA]]、[[SRAA]]、[[DSAA]]、[[ポストMSAA]]など様々な手法が考案されている。

=== メモリ使用量が多い ===
遅延レンダリングではざっくり[[フォワードレンダリング]]の4倍の[[メモリ]]が必要になる。

実装によっても異なるが、だいたい以下のような構成のスクリーンサイズの[[レンダーターゲット]]が必要になる。
* Gバッファ
** Color
** Normal
** Depth
* Lighting処理用バッファ

遅延レンダリングが流行りだしたころの[[パソコン]]や[[ゲーム機]]は「[[メインメモリ]]256MBの[[VRAM]]32MB」などであったため結構悩ましい問題であった。最近では[[パソコン]]どころか[[スマホ]]でさえもアホみたいに[[メモリ]]を積んでいるので問題になることはまずない。

=== メモリ帯域が必要 ===
前述のメモリ使用量が多い問題に関連する。
遅延レンダリングではメモリが遅いとかなり残念な結果になる。
とくに[[スマホ]]はこの部分が悲惨なことになっており、[[ローエンド]]や[[ミドルレンジ]]製品のコストカットはだいたい「メモリ帯域周り」と相場が決まっている。素人は「メモリ容量」しかみないからね。

==手順==

===1. Clear GBuffer===
Color, Normal, Depthなどからなる「GBuffer」を初期化する。

===2. Draw GBuffer===
GBufferに描画する。この時点ではまだライティングは行わない。描画時にライティングを行わないから「遅延レンダリング」という。

===3. Lighting===
GBufferと各種ライトを掛け合わせて「ライティング結果」を生成する。

===4. Combine===
GBufferとライティング結果を合成して最終的な絵が完成する。

==関連項目==

*[[フォワードレンダリン]]
*[[遅延レンダリング]]
*[[ライトプレパス]]
*[[MonoGameで遅延レンダリングをする]]

[[category: 3DCG]]