「ポイントライトの減衰」の版間の差分

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== 現実世界 ==

==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)

attenuation = 1 / pow(x,2)

== CGでの問題点 ==

==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、~~

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、

~~距離がゼロ付近になると無限大（infinity）になり、~~

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）、

[[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==

[[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

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== Bakery ==

[[~~Unreal Engine 4~~]]

「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 ==

==Frostbite==

s = LightSize

[[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

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

== Bakery改 ==

==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]]

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-== 現実世界 ==
+==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)
+ attenuation = 1 / pow(x,2)
-== CGでの問題点 ==
+==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、
+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、
-距離がゼロ付近になると無限大（infinity）になり、
+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）、
-[[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==
 [[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
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 == Bakery ==
-[[Unreal Engine 4]]
+「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 ==
+==Frostbite==
-  s = LightSize
+[[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
+*https://seblagarde.files.wordpress.com/2015/07/course_notes_moving_frostbite_to_pbr_v32.pdf
-== Bakery改 ==
+==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]]