レイトレーシングとは何か？

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レイトレーシングは近年最も話題になっているグラフィックス技術の一つです。フォトリアリスティックなレンダリングを約束する一方で、GPUリソースを大量に消費します。この技術についてとゲームへの具体的な影響について知っておくべきすべてを解説します。

レイトレーシングの定義

レイトレーシング（光線追跡）は、光の実際の物理的な挙動をシミュレートするグラフィックスレンダリング技術です。従来のラスタライズが行うような近似的な照明計算ではなく、レイトレーシングは光線のパスをピクセルごとに追跡し、シーン全体での反射、屈折、吸収をシミュレートします。

具体的には：グラフィックスエンジンがカメラから画像の各ピクセルに向けて光線を発射し、その光線がどのオブジェクトと衝突するかを計算し、その接触点から光がどのように反射または屈折するかを決定して各ピクセルの最終的な色を計算します。

レイトレーシング vs ラスタライズ：何が違うのか？

リアルタイムレイトレーシングが登場するまで、すべてのビデオゲームは（そして現在も主に）ラスタライズを使用していました。これは3Dポリゴンを2D画面に投影し、近似とビジュアルトリック（シャドウマップ、スクリーンスペース反射、アンビエントオクルージョンなど）で照明をシミュレートする技術です。

レイトレーシングが視覚的に改善するもの

レイトレーシングはレンダリングのいくつかの側面に特に顕著な視覚的影響を与えます：

• 反射：反射面（水、磨かれた金属、ガラス）が周囲のオブジェクトの本物の反射を表示します — 画面外のものも含めて
• ソフトシャドウ：投影される影は現実と同様に自然にエッジが柔らかく、ピクセル化された硬い影ではありません
• グローバルイルミネーション：光が実際に表面から表面へと跳ね返り、影になっている領域を間接的に照らします
• アンビエントオクルージョン：角、隅、オブジェクト間の空間が光への露出度に応じて自然に暗くなります
• コースティクス：水やガラスを通した光の屈折によって作られる光のパターンが正確にレンダリングされます

パフォーマンスへの影響

レイトレーシングは計算コストが非常に高いです。ゲームでレイトレーシングを有効にすると、実装レベルと使用GPUによって、ラスタライズのみと比較してFPSが30〜60%低下する可能性があります。

これがNVIDIAがRTX GPU（RTX 2000シリーズ以降）にRTコアを開発し、AMDがRDNA2+ GPUにレイアクセラレーターを導入した理由です。これらの専用ハードウェアユニットは従来のシェーダーを使用せずにレイトレーシング計算を高速化し、アップスケーリング技術と組み合わせることを条件にリアルタイムで使用可能にしています。

レイトレーシングとDLSS / FSR：不可欠な組み合わせ

レイトレーシングによるFPS損失を補うために、開発者はほぼ必ずアップスケーリング技術と組み合わせます：

• DLSS 3/4（NVIDIA）：AIを使用して低解像度でレンダリングされた画像から高解像度の画像を再構築し、失われたFPSの大部分を回復します
• FSR 3（AMD）：ほとんどのGPUと互換性のある同様のオープンソースソリューションで、DLSSほど効果的ではありませんがより多くのカードでアクセス可能です
• XeSS（Intel）：Arc GPUおよびNVIDIAとAMDの一部で利用可能なIntelのアップスケーリングソリューション

豆知識：2026年現在、レイトレーシングを有効にするほとんどのプレイヤーはDLSSまたはFSRを同時にアクティブにしています。アップスケーリングなしでは、4Kでのウルトラレイトレーシングは遊べるフレームレートでRTX 5090やRX 9900 XTXのような最も強力なGPUでも依然として達成困難です。

部分的レイトレーシング vs 完全レイトレーシング（パストレーシング）

ゲームにはレイトレーシングの実装レベルが異なります：

• 部分的レイトレーシング：一部のエフェクト（影、反射、またはグローバルイルミネーション）のみがレイトレーシングを使用し、残りはラスタライズのままです。これが今日ほとんどのゲームのケースです
• パストレーシング：光線追跡によって照明のすべての側面をシミュレートするレイトレーシングの高度な形式。Alan Wake 2、Cyberpunk 2077（Overdriveモード）、Indiana Jones and the Great Circleは、完全なリアルタイムパストレーシングを提供する最初のゲームの一つです

パストレーシングはリアルタイムでこれまでに見られた中で最もフォトリアリスティックな画像を生成しますが、最も要求が高くもあります — 遊べる状態を維持するには最新のハイエンドGPUとDLSS/FSRが必要です。

豆知識：主に競技ゲーム（CS2、Valorant、Apex Legends）でプレイする場合は、レイトレーシングを無効にしてください。これらのゲームは視覚的に大きな恩恵を受けず、レイトレーシングなしで得られる追加のFPSはそれが提供する視覚的なリアリズムよりもパフォーマンスにとってはるかに価値があります。