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ライティングの復習(擬似GI)

Lighting_preset最近の3DCGソフトの進化はすごいですよね。少し前までは高価な専用ソフトでしか実現できなかったGIとかIBLとかの高度な技術が、フリーや廉価版のソフトでも実装されてきています。もちろんPoserもDAZ Studioも例外ではなく、標準またはプラグイン等を使用することで利用可能になっています。

GIを使うことでフォトリアルな表現がとても簡単に実現できるようになりましたが、レンダリングにとても時間がかかることが難点。単純なモデルでさえレンダリングに数時間かかることもざらです。本気レンダのときは仕方ないんでしょうけど、ちょっとCG作ってみようかなーなんて気軽な気持ちのときは使いたくありませんよね。(Carraraのような高速なレンダリングエンジンがあれば別ですが・・・)

ちょっとリアルにしたいけど、レンダリング時間はかけたくない・・・というとてもワガママな私は普通のライトだけでGIっぽい表現ができないかと常日頃から思ってはいたのですが、ライトの数が増えることにはちょっと抵抗があり、実験すらしてなかったんですよね。(;´∀`)

ということで、今回は意を決して擬似GIに挑戦してみることにしました。

光源からの光だけを使用するのではなく、周囲のオブジェクトからの間接光なんかを計算に入れて、対象となる面に当たる光を総合的に判断するのがGIです。これをHDR画像を使って擬似的に表現するのがIBLですね。IBLの原理というのは簡単に言ってしまえば、要するに全周囲から光を当てて環境光を作ることです。どの方向からどんな色の光が当たっているのかは、 Light Probeという球に画像をマッピングしてあげることで、「その方向からの光が何色でどのぐらいの強さなのか」という情報を計算して求めています。

つまり、間接光を計算する代わりに実際にライトを配置して、適切な色と光量でモデルを直接照らすことで似たような表現をすることが可能です。こうすれば計算量が圧倒的に少なくなり、レンダリング時間も短くて済みます。まぁ完璧にリアルというわけにはいきませんし、本当にリアルに表現するにはライトの配置を工夫しないといけなかったりで、けっこう手間がかかります。でもレンダリングに一晩とかかけてられないですよね。(´・ω・`)

最初の画像は今回配置したライトたちです。合計12個のスポットライトで全周囲からの環境光を作り、Distant Lightを1つ使って太陽光を表現しています。まぁ360度全周囲からの光を表現するには12個じゃぜんぜん足りないんですが、ライトの数を増やしすぎるとシャドウマップ作成にとても時間がかかったり、レイトレースの時間も長くなるので、このぐらいで妥協しました。今回は実験ですので背景オブジェクトもありませんし・・・。

Ambient_only 12個のスポットライトだけでレンダリングすると、このような画像になります。環境光ですので、すべてのライトをDiffuse Onlyに設定しています。たくさんのライトがモデルに集中しますので、光量はかなり抑えてあります。上の6つが40%、下の6つが20%です。下側に配置したライトは床下になるためシャドウマップを使えません。上側のライトはシャドウマップを使い、Shadow Softnessを80%に設定しています。この画像、UberEmvironmentを使った時のレンダリング結果に似ていると思いますがどうでしょうか。(;´∀`)


12個のスポットライトはあくまでも環境光です。基本の三点照明でいうところのFill Lightですね。従って、ここにメインライトを追加する必要があります。今回はDistant Lightを1つだけ使って太陽光を表現してみました。

Pseudo_gi Distant Lightを追加してレンダリングした結果です。Distant Lightの設定は、光量は100%、影はRay Traceを使い、Shadow Softnessを2%にしてあります。スポットライトが作る影も目立たなくなり、三点照明に比べてかなりリアルに表現できていると思います。スポットライトが作る影がAOっぽい効果も出していますよね。レンダリング時間はシャドウマップ作成を含めても10分ほどです。もっと複雑なシーンになれば、IBL+AOを使ったレンダリングとの時間の差はかなり広がると思います。


今回使ったモデルはAiko3(Sylfie)で、シェーダーはTofu's Skin Type2を使用しました。pwSurfaceでAOを有効にすれば、もっとリアルになるかも知れませんね。ヽ(´ー`)ノ

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