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'''物理ベースレンダリング'''(Physically Based Rendering、PBR)とは、「素材(マテリアル)」を考慮してライティングすることをいう。
'''物理ベースレンダリング'''(Physically Based Rendering、PBR)とは、[[3DCG]]において物体の「素材(マテリアル)」を考慮してライティングする手法をいう。


== 概要 ==
==概要==
[[シェーダー]]の教科書によくある[[Lambert]]や[[Phong]]では[[ディフューズ]]や[[スペキュラー]]を計算してその結果を単純に足し合わせることで色を決めている。
「物理」というと[[物理演算]]のようなものを思い浮かべるかもしれないが、それは「[[レイトレーシング]]」や「[[パストレーシング]]」の世界である。物理ベースレンダリングはそこまで壮大ではない。
 
大雑把にいえば従来は[[Lambert]]や[[Phong]]では「光沢感」を決めるパラメーターを「ライト」に持たせていたが、それを「モデル」に持たせるようにしたものである。
 
[[シェーダー]]の教科書によくある[[Lambert]]や[[Phong]]では[[ディフューズ]]や[[スペキュラー]]を計算してその結果を単純に足し合わせることで色を決めている。「光」ばかり計算してモデル側は色と[[法線]]くらいしか考慮していない。


   PixelColor = ambient + diffuse + specular;
   PixelColor = ambient + diffuse + specular;


一方、PBRではそこに「素材(マテリアル)」という概念を追加して、ディフューズやスペキュラーに「鏡面反射の度合い」や「透明度」などの係数をかけ合わせることで「質感」を表現しようというものである。
一方、PBRでは「モデルの素材(マテリアル)」という概念を追加し、「鏡面反射の度合い」や「透明度」などの係数を[[テクスチャ]]の一種として保持し、それらを利用することで「ピクセル単位の質感」を表現しようというものです。
 
「物理」というと[[物理演算]]のようなものを思い浮かべるかもしれないが、それは「[[レイトレーシング]]」や「[[パストレーシング]]」の世界である。物理ベースレンダリングはそこまで壮大ではない。


== マテリアル ==
==マテリアル==
PBRの「素材の要素」は実装により異なる。
PBRの「素材の要素」は実装により異なる。よくあるのは「メタリック」と「ラフネス」だ。この2つはほぼ確実に実装されている。さらに「透明度」や「屈折率」、「発光」といった要素を採用している実装もある。
よくあるのは「メタリック」と「ラフネス」だ。
「透明度」や「屈折率」、「発光」といった要素を採用している実装もある。


=== メタリック ===
===メタリック===
メタリックは金属感を表し、主にディフューズに作用する。
メタリックは金属感を表し、主に[[ディフューズ]]に作用する。


* 範囲:0.0 - 1.0
*範囲:0.0 - 1.0
* 「0.0」のときはベースカラーがそのまま使われ、
*「0.0」のときはベースカラーがそのまま使われ、
* 「1.0」のときは鏡面反射しまくりとして処理される。
*「1.0」のときは鏡面反射しまくりとして処理される。


=== ラフネス ===
===ラフネス===
ラフネスはザラザラ感を表し、主にスペキュラーに作用する。
ラフネスはザラザラ感を表し、主に[[スペキュラー]]に作用する。


* 範囲:0.0 - 1.0
*範囲:0.0 - 1.0
* 1.0に近づくほど「ザラザラである」とされスペキュラーが弱まる。
*1.0に近づくほど「ザラザラである」とされスペキュラーが弱まる。


== 関連項目 ==
==関連項目==
* [[ランバード反射モデル]]
*[[ランバート反射モデル]]
* [[フォン反射モデル]]
*[[フォン反射モデル]]
* [[ブリン・フォン反射モデル]]
*[[ブリン・フォン反射モデル]]
* [[物理ベースレンダリング]]
*[[物理ベースレンダリング]]


[[category: 3DCG]]
[[category: 3DCG]]