■NVIDIAは，GeForce FXでピクセルシェーダ1.4をサポートしない!?

3DMark03より。3DMark03を批判したNVIDIAは，自社製品の性能指標に3DMark03のグラフを載せるのを止めた

Jason Mitchell氏（以下，JM）：
　それは奇妙な話ですね。確かにあなたのいうように，ピクセルシェーダ2.0は1.4のスーパーセットです。

JM：
　その通りです。マイクロソフトもそうした利用方法を前提に，バージョン番号の割り振りを行っていると思います。だから開発者は，自分が開発したいシェーダプログラムに適したシェーダバージョンを決定できるはずなんです。

■ピクセルシェーダで頂点処理を行う？

JM：
　それはないと思います。頂点シェーダ3.0とテッセレータは分離されているはずです。頂点シェーダ3.0仕様は「テクスチャメモリへのアクセスの仕組みを提供する」ということです。

JM：
　もちろんGPUにテッセレータがあれば，"テッセレーション"や"ディスプレースメントマッピング"（*3）をそつなくこなせるでしょう。

JM：
　ゲーム開発者からは「現行仕様では定数領域が小さい」と，よく指摘されます。
　ゲーム開発者は，ボーンスキニング（*4）を行うとき，たくさんのボーンを使いたがります。それぞれのボーンは行列で表現して定数領域に格納しますが，ボーンがあまりに増えると，この定数領域から溢れてしまうのです。

JM：
　その場合は，キャラクターを分解してグループごとにスキニング処理を行います。ただこの方法は非常に複雑ですし，管理が面倒です。
　テクスチャメモリに頂点シェーダがアクセスできるようになると，そうしたボーン情報はテクスチャメモリに入れておけます。そうすればボーンをグループに分解することなく，丸ごと処理できるわけです。

JM：
　そうですね。このあたりはGPUだけでなくCPUの場合も同じことがいえます。我々ハードウェアベンダーは，使いやすく優れたものを新機能として紹介し，それを使ってもらえるように布教する必要があるわけで……（笑）

「同じ基本モデルに対して頂点テクスチャを貼り付け，形状をジオメトリレベルで変形させる」というディスプレースメントマッピング。確かに画期的なのだが……

■テッセレータはDirectX 9世代GPUに必要か？

JM：
　え？　いや，R9700系に適応型テッセレータはありませんよ（笑）
　TRUFROM2.0は連続型テッセレータ（Continuous Tessellator）です。テッセレータには，離散型テッセレータ（Discrete Tessellator），連続型テッセレータ，適応型テッセレータの三つの定義があるのをご存じですか？

JM：
　用語の定義は難しいですからね。
　離散型は，離散した分割メソッドでテッセレーションを行うテッセレータです。RADEON 8500（以下，R8500）のテッセレータの「N-PATCH」はこれに相当します。
　また連続型はR9700系でサポートされるもので，分割する精度を分数や小数で与えられます。

JM：
　私もその通りだと考えています。そのほか，高次サーフェースのサポートも対象となるでしょうね。

DirectX 9世代GPUの処理系のブロックダイアグラム。テッセレータがなくてもDirectX 9世代GPUを名乗ることができる

JM：
　実際には，DirectXフィーチャーの多くがオプション設定なんです。DirectXで紹介される機能の多くはGPUで処理されるべきことなのですが，例えば，高次サーフェースのサポートなどはオプションになっています。
　ゲーム開発者は，動作対象となるGPUがどの機能をサポートしているかを吟味する必要があります。

JM：
　将来的には，テッセレーションが統合され，頂点シェーダの前後でテッセレーションが行えるような仕組みが提供されるかもしれません。
　頂点シェーダとピクセルシェーダがテクスチャを共有できれば「先にピクセルシェーダで頂点処理を行って，これをテッセレータに戻す」なんてこともできるでしょうね。
　現行のR9700/RADEON 9800（以下，R9800）は，ピクセルシェーダ実数演算精度が24ビットなので，頂点シェーダの演算精度と精度的に釣り合っていません。キャラクターのローカル座標系の処理には問題ないと思いますが，地形などのグローバル座標系全体に広がるものの処理には問題が出るかもしれないですね。

JM：
　通常，頂点シェーダは演算結果をメモリに書き出します。その出力を基に，トライアングルセットアップ部（ラスタライズエンジン）は，画面上のどのピクセルになるかを決定するのです。つまり"頂点がピクセルを生む"と考えていいでしょう。
　ピクセルシェーダは，メモリからデータを読み込んで演算し，出力を各色チャネルに書き出します。頂点シェーダとピクセルシェーダの演算精度が32ビット精度で同じになると「ピクセルシェーダが頂点バッファからデータを取り出して処理する」ということも可能になるわけです。

JM：
　そうです。つまりピクセルシェーダは「演算結果を任意のバッファに書き出す頂点シェーダ」として活用できるのです。
　低ポリゴンで表現されたモデルの頂点バッファを取得して，ピクセルシェーダでボーンスキニングし，これを別のバッファに出力します。このバッファを頂点シェーダで取得して，テッセレーションしたり再び頂点演算したり……といったことが可能になります。

このデモのキャラクターポリゴンは，視点からの距離に応じて変化するLODを採用しているが，頂点増減は，頂点シェーダアシストのCPUテッセレーションで実現している

JM：
　例えば，布の動きの再現（いわゆる「Clothシミュレーション」）ですね。あとは水面の動きのシミュレーションも，これでできると思います。こうした例は，RADEONの演算精度のピクセルシェーダで，問題なく実現できると思います。

JM：
　作りますよ。いつかは言えませんが（笑）。現在こうしたテクノロジの利用は「SIGGRAPH」の論文にもいくつか出ていますね。気体のシミュレーションとか，流体学のシミュレーションとか。

JM：
　例えば，頂点数の少ない低ポリゴンメッシュ（*6）でキャラクターを構成して，これを基にボーンスキニング処理して動作。そのあとテッセレータでディスプレースメントマッピングする……なんてことが考えられますね。