.
トップページ

テクニック / 考察

3DCG Workstation


3DCG-WSに関する説明

取り扱いショップ

3DCG ラジオシティにおけるライティング アプローチ

ライティング・レンダリング関連

ラジオシティ系レンダリングの場合

ラジオシティでは、光源(ライト) > オブジェクト > 視点(カメラ) の方向でサーフェイスを求めます。これはレイトレーシング方式と全く逆です。光源から四方に広がり、視点へ到達するためレンダリングパスが増大するため、レンダリングに要する時間も膨大になります。

ラジオシティの特徴

特徴を挙げると以下のようになります。

  • レンダリングコストが高く現実的ではない。
  • 環境光は計算により求められるため、絵心がなくてもフォトリアルを得易い。
  • 計算任せの要素が多く、絵を描くような自由度がなく調整が難しい。
  • レンダラによりカスタマイズ性に大きな差があり、特徴を掴むのに試行錯誤。
  • リアルな影を表現できる。(影のエッジも計算に基づいている。)
  • グラスなど透明度、屈折率のある材質の表現には適さない。
  • 反射や光沢のある材質の表現に適さない。
  • 計算によって得られる環境光の予測が難しく光源の配置プランが立て難い。

ラジオシティ計算の品質に関する設定はアルゴリズムやパスの最適化などを行いますが、パスが少ないとカメラ(視点)まで届く光もまばらになります。高い画質を得るには密度が必要でレンダリングパスを増やす必要が出てきます。

ラジオシティにおける光源(ライト)の扱い

絵画的な発想で光源を扱うレイトレーシング方式と異なり、環境光は計算により導き出されます。一つの光源であってもシーン内の全てのオブジェクトに干渉するため、どの程度の環境光が得られるのか予想が難しくなります。(機械任せ)

レイトレーシングと同じアプローチで考えると光が溢れて真っ白になってしまいます。

ラジオシティ系 レンダリングでの絵作り

レンダリングコストの高いラジオシティ系のレンダリング方式で絵作りを行うには、レンダラが提供するカスタマイズ性が重要なカギを握ります。例えば、特定のオブジェクト、ライトに対してのみラジオシティレンダリングを適用し、レンダリングコストを抑えるかといった考え方です。

これらはラジオシティでは表現の難しい材質(金属やガラス)を計算の対象から外す場合に必ず必要になります。

レンダラ側でこれらの機能が提供されている必要がありますが、ラジオシティをサポートする低価格な 3DCG ソフトはカスタマイズ性は皆無に近い製品が多いです。

ベイク機能の活用 ~ レンダリング結果の焼き付け

比較的あたらしい機能にテクスチャの焼き付け機能があります。ミドルクラス以上の統合型3DCG ソフトの多くはサポートしています。この機能は、レンダリング結果をテクスチャとして貼り付ける機能です。

この方法は光源が移動するアニメーションには使えませんが、レンダリングは最初の一度だけで済むため、建築分野でのウォークスルーアニメーション制作においてレンダリングコストを大幅に削減できる魅力的なアプローチです。(ベイクはラジオシティのために提供される機能ではない)

欠点は光源そのものが動くアニメーションには利用できない、反射を再現できない事です。反射に関しては視点移動により移り込みも変化するためですが、工夫で何とかなる可能性はあります。(多重マップなど)

ベイク機能は低価格な製品では搭載されない事が多いです。

アンビエント オクリュージョン(Ambient Occlusion)

アンビエント オクリュージョンとは、ラジオシティ レンダリングの特徴でもある柔らかい陰影のみをシミュレートするアプローチで標準で機能を提供するレンダラもあります。製品によってレンダラへの実装に大きな差がありますが、レイトレーシングと併用する事でレンダリングコストを下げてラジオシティらしい効果が狙えるアプローチです。

Lighwave 3D ではこちらで無料のプラグインが配布されています。説明よりイメージを見たほうが分かりやすいと思います。

まとめ

このように使用するレンダリング方式によって、ライティング = 絵作り の手法は全く異なります。特に初めて 3DCG に取り組まれる方は、過去のレンダリング方式の移り変わりを経験していないので、混乱されている方も多いのではないかと思います。

ここではレンダリング、計算方式を視点に説明しましたが、統合型3DCGソフトが提供する光源モデルにも差※があります。それぞれの特徴を理解した上で複合的、且つ合理的に活用する必要もあります。

※例えば、スカイライトやアンビニエンスライトなど。Lightwave 3D にはオーソドックスな光源モデルしか用意されていないなど。 ※最近発表された Ver 9.5 では Ver 6.5 以来(だったと思う)、初めて新しい光源種が拡張されています。(期待は大きい)

次のページでは、ここで説明したラジオシティのレンダリングコストを抑え、フォトリアルなイメージ表現を可能にしているその他のアプローチを紹介します。

モデリング / TIPS / 考察

ライティング・レンダリング考察

アニメーション関連 考察

テクスチャ / 表面材質

あけぶれ公式サイト
3DCG検索 | コンテンツ検索 | 書籍・ソフト検索 | 国内検索 |
bottom_mark
ページ最上部
ページ最上部 前のページ