ニンテンドー3DSに搭載されるグラフィックスコア「PICA200」とは？

　ディジタルメディアプロフェッショナル（DMP）は，同社の開発したグラフィックスIPコア「PICA200」がニンテンドー3DSに採用されたことを発表した。
　DMPは，国産3Dグラフィックスソリューションを提供する企業で，低消費電力で小型のコアからフォトリアリスティックな映像を実現するMAESTROテクノロジーを展開している。
　今回採用されたPICA200というグラフィックスIPコアは，車載システムや携帯電話，ゲーム機をターゲットに開発された製品だ。IPコアとして提供されるものなので，CPUなどのチップ内に組み込まれて搭載されるものと思われ，ニンテンドー3DSの具体的なスペック自体が不明なので，実際のものとは異なる可能性が高いのだが，一応コア自体の基本スペックを挙げておく。


　PICA200の200MHz動作時の基本性能は以下のようになっている。

　　頂点性能　最大15.3Mポリゴン/秒
　　ピクセル性能　最大800Mピクセル/秒

　携帯機器用なので，クロックは引き下げられて搭載される可能性も高かったり，ゲーム性能だと，コアの性能以外にメモリ性能なども深く関わってくるので，単純計算では済まないといったことはあるが，あくまで参考程度に理論値ベースで評価してみよう。
　まず，頂点処理性能の15.3Mポリゴン/秒というのは，本体が基本的な30fps動作だと仮定すると，50万ポリゴンで構成されたシーンにまで対応できることになる。ゲームに必要なポリゴンの細かさは画面解像度にも依存するのだが，この程度の解像度で50万ポリゴンというのは，かなりの高精細データだと思っていいだろう。当然，60fpsを前提とすると25万ポリゴンとなり，立体視を前提とすると，さらに半分の実質12.5万ポリゴンのシーンということになってしまうのだが，現世代のニンテンドーDSだと，ラブプラスで5000ポリゴンのキャラクター描画を実現したことが画期的トピックとして語られており，それを思えば，圧倒的な進化だと思っていい。
　ちなみに，PSPの頂点演算性能は最大33Mポリゴン/秒である。しかし，後述のマッピングや特殊機能など，ポリゴン単位の表現力は3DSのほうがかなり上であると思われ，PlayStation 2とNINTENDO 64を思わせるような，3Dゲームに対する考え方の違いが感じられる仕様の決め方となっている。

　描画性能のほうを見てみよう。単純に見て1クロックで4ピクセルの出力だ。レンダリング性能ではなく，レンダーバックエンドの性能と考えておいたほうがよいだろう。ここで改めて，発表されているニンテンドー3DSのスペックを見ると，上画面は800×240ピクセルという変則的な構成となっている。立体視描画時は横解像度が半分になるため，実質400×240ピクセルとなる。これは立体ラブプラスを期待していた彼氏諸君にはちと残念なお知らせかもしれない。つまり，縦画面時での立体視には対応していないという意味になるからだ。
　それはともかく，左右の画像を描いて立体視用に再構成するとしても，1回の描画でフレームバッファへの書き込み自体は，60fps時でも24Mピクセル/秒もあればこと足りる。
　レンダリングでは，グラフィックスコアの性能が重要なのだが，そのあたりは公開されていない。各種機能を使いまくってどれくらいかというのにはちょっと興味がある。現状のDSに比べて，格段に描画性能が向上していることだけは間違いないだろうが。

　サポートされるAPIは，組み込み向けのOpenGL ES 1.1をベースにしたものとなるが，DMPが独自にいくつかの高度な機能に対応させている。素材感の表現などについては，PC用GPUでは，プログラマブルシェーダで各種機能を実現するのだが，よく使われそうな表現を固定機能で用意しているのが特徴である。セルフシャドウを含むシャドウ生成やBRDF（双方向反射率分布関数）を用いた本格的な反射表現，皮膚表現などで多用される表面下散乱といった機能を最初から備えており，簡単に使用できるという。
　また，頂点シェーダのようなものは搭載しているようで，形状の変形などは行える模様。行列パレットスキニングなどにも対応している。
　パーティクルシステムに「ガスオブジェクト描画機能」という名前が付けられているのだが，これはソフトパーティクルをサポートして煙などを自然に描画できるシステムが，最初から組み込まれているためのようだ。
　また，ポリゴン分割機能やテクスチャのプロシージャル生成など，省メモリ化に有効そうな技術は積極的に取り入れられており，携帯ゲーム機用のグラフィックスコアとして練り込まれていることが分かる。
　そのほかのスペックを見ると，携帯ゲーム機用としてはフルシーンアンチエイリアスを用意している点が素晴らしいのだが，この機能が立体視描画時に使えるものかどうかは不明である。

　なんでもできる高機能GPUという感じではないが，かなり高度な機能も簡単に使え，きわめて低消費電力だというあたり，なかなか携帯ゲーム機向きにまとまった製品のように思われる。いずれにせよ，立体視対応というだけでなく，ニンテンドーDSとは別次元のグラフィックスが実現されそうで，製品発売が楽しみになってきたといえそうだ。

ディジタルメディアプロフェッショナル公式サイト

http://www.dmprof.com/

公式サイトでは，PICA200のデモムービーが公開されている。デモの制作はFuturemarkが担当