ハーフベクトル

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ハーフベクトル英語:half vector)とは、2つのベクトルを足したものである。 ベクトルとベクトルを足すとその中間(ハーフ)の方向を向いたベクトルになる。

この特性を利用して3DCGにおいては物体表面(頂点またはピクセル)の位置からみて、視点と光源の中間方向(ハーフベクトル)を求めるのに使われる。

鏡面反射はハーフベクトルと法線ベクトルが一致した際に最大値となる。

算出[編集 | ソースを編集]

2個のベクトルを足し算するとその中間のベクトルが得られるので、 ハーフベクトルを求めるには物体表面(頂点またはピクセル)の位置を基準とした「視点」と「光源」のベクトルを足し合わせればよい。 また、光の強さは0.0~1.0の範囲で表すのが一般的なので、その範囲になるよう正規化(normalize)しておく。

頂点シェーダーでの実装例(超抜粋)。

float4x4 World;
float3 LightDirection;
float3 CameraPosition;

struct VSIn {
    float4 Position: POSITION;
}

struct VSOut {
    float3 HalfVector: TEXCOORD2;
}

VSOut VSMain(VSIn vsin) {
    VSOut vsout = (VSOut)0;

    // 頂点座標をワールド座標に変換
    float4 worldPosition = mul(vertex.Position, World);
    
    // カメラベクトルを求める
    float3 cameraVector  = normalize(worldPosition.xyz - CameraPosition.xyz);

    // ハーフベクトルを求める
    vsout.HalfVector    = normalize(LightDirection.xyz + cameraVector.xyz);
    
    return vsout;
}

関連項目[編集 | ソースを編集]