映画・ゲーム・VRが激変！OGCによる「貫通ゼロ」シミュレーションの実力

なぜ“手がドアを突き抜ける”だけで世界が壊れるのか

ゲームやVFXで物体が重なってしまう瞬間、没入感は即死します。
私たちが欲しいのは現実と同じ“当たり前”。押せば止まり、物は貫通しないという感覚。
それを実用レベルで満たす新手法がOGC（Offset Geometric Contact）です。

研究チームの検証では、【貫通ゼロ保証】【局所計算の並列化】【大規模シーンでも実時間帯】を同時に達成。
しかも、従来の代表格IPCに対し二桁以上（100倍級）の速度向上が報告されています。
GPU環境では4090でステップ当たり6.3ms（平均）といった具体値も示され、現場感のある“速さ”が確認できます。
Utah Graphics Lab

---

まずは従来の主流：IPCの功績と、どこでつまずいたのか

IPC（Incremental Potential Contact）は、交差・反転なしを保証しつつ大変形を扱える偉大な枠組みでした。
ポテンシャルに基づく厳密な接触処理で、接触数が多い状況でも幾何学的に正しい軌道を維持するのが強み。

ただし実務では、ローカルな接触が全体収束を引きずるため計算が重くなりやすい、反力の向きが理想からズレると布が“伸びた”ように見える等の課題が残り、堅牢だが重いというジレンマを抱えていました。
IPC Simulator

---

OGCの核心を“交通”と“物理”の比喩でつかむ

交通の比喩：全市一斉停止をやめ、各車に「超賢いセンサー」

IPCが“都市全体の交通管制”だとすれば、OGCは各車（メッシュ素片）に超高性能センサーを配る設計。
自分が安全に動ける範囲（上界）を各素片が知り、衝突しそうな当事者だけが減速・調整。
無関係な部分は全力で進行できます。

これが大域同期待ちを捨てた局所並列で、GPUに刺さるわけです。
Utah Graphics Lab

物理の比喩：外向き限定の“見えない鎧（力場）”

OGCは形状を法線方向にオフセットして見えない厚みを持たせ、外向き（法線垂直）にしか押し返さない反力を構築します。

結果として、接触時に斜めの変な力が入りにくく、布やひもにありがちな不自然な伸びや歪みが大幅に減少。
接触方向の純度を上げることで、見た目の破綻を防ぎます。
Utah Graphics Lab

---

何がどれだけ“実用的”に良くなったのか（数字で納得）

貫通ゼロ保証

薄物（布・髪・ロープ）を含むコ次元オブジェクトでも貫通なしを保証。
連続的衝突判定（CCD）に頼らずに済む設計で、安定して速い。
Utah Graphics Lab

速度

ベンチマークでは従来法より二桁以上高速（100倍級）。
これは“理論の勝利”ではなく、ローカル演算×GPU実装が噛み合った結果です。
Utah Graphics Lab

実時間帯

たとえば50層の布（頂点24.6万／三角形47.5万）の落下・滑りで、CPU 0.21s / GPU 6.3ms（平均）という公開値。
RTX 4090で“1ステップ6.3ms”は、実時間シムの現場感があります。
Utah Graphics Lab

---

なぜ“オフセット幾何”が効くのか：直感の設計図

ポイント1：法線オフセット

表面を微小に“厚くする”ことで、侵入禁止領域を幾何学的に先回りして定義。
これが接触の取りこぼしや追い越しを抑えます。
Utah Graphics Lab

ポイント2：反力は常に法線直交

押し返すベクトルは外向き法線に厳格。
横滑り的な力が入りにくく、布のシルエットや落ち感が崩れにくい。
Utah Graphics Lab

ポイント3：頂点ごとの安全移動上界（バウンド）

各素片が「ここまでなら絶対にぶつからない」距離を持つため、大域の足並み揃えが不要。
当事者以外はフルスピードで計算を進められます。
Utah Graphics Lab

---

IPCとの住み分け：歴史的転回点としてのOGC

IPCは厳密で壊れない軌道を切り拓いた基礎科学の金字塔。
一方OGCは、その理念を“局所化×並列化”で実装最適化し、現場速度で貫通ゼロを実現した“工学の勝利”です。

さらに、IPCの系譜にはC-IPCのようにコ次元を統一的に扱う拡張もあり、OGCと併走する形で接触の黄金時代が到来しています。
IPC Simulator+1

---

現場インパクト：ゲーム・VFX・AR/VR・ロボティクスで何が変わる？

ゲーム

カメラ・衣装・地形の貫通バグを大幅削減。群集・破砕・柔体といった接触地獄でも、局所並列で処理が進むため実時間帯へ近づく。
“貫通ゼロ＝離脱率低下＝収益”の直結効果が期待できます。
Utah Graphics Lab

VFX

布・髪・薄板など薄肉素材でのアーティファクト低減。
テイク間の収束ムラが減り、ショット再現性が上がる＝リテイク工数の圧縮。
Utah Graphics Lab

【AR/VR】

視差に敏感な近接距離でのちらつき・すり抜けを抑制し、存在感のある手触りへ。
没入KPI（滞在・酔い軽減）に効きます。
Utah Graphics Lab

ロボティクス／デジタルツイン

把持・接触のすり抜け禁止が厳格に必要な学習シミュで信頼性が上がる。
sim2realの壁を下げる効果に直結。
Utah Graphics Lab

---

まだ完璧ではない──“磨けるノイズ”としての限界

質感の硬さ

衣服がややゴムっぽく見えるケースが残る＝微細段差を歩くような反力の粒立ちが感じられる場合がある。
これは反力のモデル化に起因しやすく、今後の改良余地。
Utah Graphics Lab

特殊条件での逆転

衝突が稀かつ速度が極端に高いケースでは、従来法が速い場面も報告される。
とはいえ、一般的な制作条件ではOGCの優位が広く成立。
Utah Graphics Lab

---

技術的に一歩踏み込む：OGCの“設計三原則”をやさしく

1. 【オフセット幾何（Offset）】
   法線方向に厚みを持たせて貫通禁止域を先読み。
   CCD依存の低減とアーティファクト抑制に効く。
   Utah Graphics Lab
   
2. 【法線直交の反力（Orthogonal Contact）】
   反力は常に外向き。
   引き伸ばし／歪みの発生源を断ち、見た目の安定を獲得。
   Utah Graphics Lab
   
3. 【局所上界×完全並列（Local Bounds × GPU）】
   頂点ごとの安全移動量を算出し、当事者だけ調整。
   大域の足並みを揃えないから4090で6.3ms/stepのような実測レベルの速さが出る。
   Utah Graphics Lab

---

私の見立て：OGCは「体験KPIを守るインフラ」になる

貫通ゼロ×高速×並列は、派手なデモ以上に制作現場の再現性・予算・納期を救います。
布・髪・薄板の難素材で“普通に動く”ことは、視聴者には地味でも、ビジネスには劇的。
離脱率の1％改善はLTVの1％上振れに直結し、チームのメンタルコストも下げる。

そして何より、OGCは方向が良い。
幾何の先読み×法線直交×局所上界という“筋の良い分解”は、次の2～3本の改良で質感や特殊条件の弱点を潰しやすい。
研究の第一法則は「今ではなく、二本先を見る」こと。
OGC系の接触解法は、この先ゲーム・VFX・AR/VR・ロボティクスの共通基盤として標準装備化すると見ます。
Utah Graphics Lab

---

まとめ：貫通は終わる。次は“質感”の時代へ

• 貫通ゼロ保証を実時間帯で。
  OGCはここを現実にした。
  Utah Graphics Lab
  
• 局所並列×オフセット幾何×法線直交反力で、薄物の破綻と重さを同時に潰す。
  Utah Graphics Lab
  
• IPCの厳密性を土台に、実装最適化の帰結としてのOGCが時代の主役へ。
  IPC Simulator

いま問われるのは、すり抜けを消すかではない。
どこまで“手触り（質感）”を上げられるか。
OGCは、次の戦いの土俵をすでに整えている。