「ポイントライトの減衰」を編集中


==現実世界==
現実世界の照明の減衰は[[逆二乗の法則]]に従っている。
 attenuation = 1 / pow(x,2)

==CGでの問題点==
しかし[[コンピュータグラフィックス]](CG)では少し厄介なことになります。

現実世界の照明の減衰は距離に応じて[[指数関数]]的に小さくなるため、
モデルとライトの距離がゼロ付近になると無限大（infinity）となり（[[浮動小数点数型]]が[[オーバーフロー]]を引き起こし）、
そのまま計算を続けると[[ゼロ除算]]を引き起こし、
だいたいの場合は真っ暗になる。

また、現実世界の豆電球は「大きさ」を持っており「点」ではなく「面」であるといえ、中心部分の一定面積は減衰がほぼない。一方でCGで使われるポイントライトは「点」で実装されていることが多く、不自然な表現になりがちである。

この問題を近似解で解決する複数の方法が考案されている。

==Unity==
[[Unity]]のドキュメントによると標準パイプラインでは以下の数式を使っているらしい。
 r = LightRange
 attenuation = 1 / ( pow( ( x / r ) * 5, 2) + 1 )

逆二乗曲線に似ているが、距離を「5」に固定し、LightRangeパラメータでスケーリングしている。
これは中央でちょうど1になるという素晴らしい特性を持っている。

== Bakery ==
「Bakery - GPU Lightmapper」のパイプラインでは以下の数式を使っているらしい。
常に「+1」することで[[ゼロ除算]]になることがないという。
 attenuation = 1 / ( pow(x, 2) + 1 )
* https://assetstore.unity.com/packages/tools/level-design/bakery-gpu-lightmapper-122218?locale=ja-JP
* https://github.com/EpicGames/UnrealEngine/blob/7d9919ac7bfd80b7483012eab342cb427d60e8c9/Engine/Shaders/Private/DynamicLightingCommon.ush#L64

==Frostbite==
[[バトルフィールドシリーズ]]で有名な[[EA DICE]]の[[ゲームエンジン]]「[[Frostbite]]」のパイプラインでは以下の数式を使っているらしい。
 s = LightSize = 0.01 = 1cm
 attenuation = 1 / pow(max(x, s), 2)

*https://seblagarde.files.wordpress.com/2015/07/course_notes_moving_frostbite_to_pbr_v32.pdf

==Bakery改==
Bakery + Frostbite
 s = LightSize
 attenuation = 1 / ( pow(x,2) + pow(s,2) )
[[カテゴリ:コンピューター・グラフィックス]]