R12絵の質は、照明とマテリアルの質で決まる。1はじめに一般的に、「絵」の品質は多くの設定の組み合わせによって決まります。これは3DCGに限ったことではなく、絵画や写真の場合も同じです。どの設定が一番重要か、またどの設定が一番難しいかは、作品によって大きく変わりますが、大体次のような順番になると私は考えています。照明とカメラ絵を作る時に一番基本となるのは、「照明」と「カメラ」です。これは、別の言葉で言うと「光」と「目」です。この二つがなければ、そもそも絵は成立しません。この二つを自分のイメージ通りに設定できれば、他に何の設定もしなくても、十分な品質の絵を作ることができます。逆に、もしこの二つをうまく設定できなければ、他の部分をどんなに丁寧に設定しても、いい絵を作ることはできません。美術の授業では、初期の段階で「石膏デッサン」を行いますが、これは照明とカメラだけで絵を作るための訓練だと言えます。マテリアルとアニメーション照明とカメラの次に重要なのは、「マテリアル」です。照明とカメラは、シーン(舞台)に属するもので、オブジェクト(演技者)の属性ではありません。それに対して、マテリアルは個々のオブジェクトを説明します。アニメーション作品の場合は、「アニメーション(動き、変化)」もオブジェクトを説明するための重要な属性になります。マテリアルとアニメーションをイメージ通りに設定できれば、非常に高度な表現が可能になります。美術の授業では、次の段階で「静物デッサン」を行いますが、これはガラスや布や金属や果物などの質感を描き分けるための訓練だと言えます。図021-2左は、中央の球体にガラスのマテリアルを(フレーム1)、右は発光するマテリアルを適用した例(フレーム2)。テクスチャとモデリングオブジェクトの「ディティール(詳細)」を説明するための補助的な属性が「テクスチャ」と「モデリング」です。これは、言ってみれば演技者が着ている衣装や舞台のセットのようなものです。ここで言う「テクスチャ(模様)」は、特に「ビットマップ画像を使ったテクスチャ」に限定します。シェーダで作られた規則的なテクスチャは、マテリアルに含めます。ここで言う「モデリング」は、特に「細部のモデリング」に限定します。オブジェクトを作って組み合わせること自体は含めません。テクスチャやモデリングは、リアルな絵を作るために不可欠ですが、「照明」や「マテリアル」に優先するものではありません。図021-3左は、中央の球体に画像を適用した例(フレーム3)。右は詳細なモデリングを追加した例(フレーム4)。この章では、マテリアルマネージャと、よく使うチャンネルについて説明します。4Dでは、マテリアルマネージャを使ってマテリアルを作成し、管理します。マテリアルの基本的な操作方法は次の通りです。図021-4図をクリックするとムービーが開きます。新規マテリアル」を選択します。マテリアルのプレビューをダブルクリックすると、「マテリアル編集」ウインドウが開きます。内容は属性マネージャと同じですが、マテリアル専用に作られているので、素早く作業できます。マテリアルの名前を変えたい場合は、名前をダブルクリックします。マテリアルを複製するには、「controlキー」を押しながらマテリアルをドラッグします。マテリアルを消去したい場合は、「deleteキー」を押します。マテリアルをオブジェクトに適用するには、マテリアルをオブジェクトマネージャに表示されたオブジェクト名の上にドラッグアンドドロップします。オブジェクトに既にマテリアルが適用(リンク)され、テクスチャタグが存在する場合、マテリアルをテクスチャタグの上にドラッグアンドドロップすると、リンクを置き換えられます。次に、マテリアルをグループ分けしたい場合は「レイヤ」機能を使います。図021-5図をクリックするとムービーが開きます。新規レイヤに追加」を選択します。すると、マテリアルマネージャにタブが表示され、タブの左上とマテリアルの左上におなじ色が付きます。あるタブを選択すると、そのレイヤに含まれているマテリアルだけが表示されます。左端にある「全て」タブを選択すると全てのマテリアルが表示され、「レイヤなし」を選択すると、レイヤが指定されていないマテリアルが全て表示されます。レイヤの名前を変えたい場合は、タブをダブルクリックします。新規レイヤに追加」を選択します。レイヤに追加」を選択するか、マテリアルをタブにドラッグアンドドロップします。「カラー」チャンネルは、マテリアルの基本的な性質の一つです。カラーチャンネルは、「ライトからの直接光」や、「GIによる間接光」を受けて、オブジェクトの色を表現します。この時光は「拡散反射」します。拡散反射とは、入射した光があらゆる方向に拡散して反射されることです。図021-6サンプル021bのフレーム0カラーチャンネルが表現する色は、カラーそのものの色と照明の色の両方の影響を受けます。入射する光が暗かったり入射角度が浅い場合、その部分の色は暗くなります。図021-7左はマテリアルの色が、左はライトの色が拡散反射の色に影響している。現実世界において、全ての物質はカラーの性質を持っています。「発光」チャンネルも、マテリアルの基本的な性質の一つです。発光チャンネルは、直接光や間接光に「関係なく」、オブジェクトの色を表現します。この時光は「拡散放射」します。拡散放射とは、オブジェクト内部で発生した光があらゆる方向に拡散して放射されることです。図021-8フレーム1発光チャンネルが表現する色は、発光そのものの色だけで決定されます。その結果、全ての部分が同じ明るさで表現され、オブジェクトの形状が判らなくなります。図021-9ライトやGIから入射する光に関係なく発光する。現実世界において、全ての物質が発光の性質を持っているわけではありません。発光するものは小さくても目立ちます。これは発光するものが人間にとって有益だったり危険だったりするからです。本来なら、発光するものにはライトオブジェクトを仕込むのですが、発光するものが複雑な形をしていたり、数が多い場合は発光するマテリアルで表現するのが簡単です。GI(グローバルイルミネーション)を使うと、ライトと同じように発光するマテリアルでシーンを照明できます(010章を参照)。チャンネルも、マテリアルの基本的な性質の一つです。基本的な性質の中では一番難しいチャンネルでもあります。透過チャンネルは、オブジェクトを透明にし、その先に見えるマテリアルを表現します。この時光は、反射ではなく「透過」します。光が透過する際に光を「屈折」させることもできます。図021-10フレーム2、フレーム3図021-11左上と左下が透過。透過チャンネルが表現する色は、まず第一に透過そのものの色と背後にあるマテリアルの色の影響を受けます。実際の透過はもっと複雑です。理由は、現実に存在する透明なオブジェクトは、必ず「カラー」や「鏡面反射」の性質も持っていて、しかもそれらのバランスが光の入射角度によって変化するからです。入射した光が増えることはありません。光を全部足しても入射光を超えることはありません。入射光の50%が透過するなら、残りの鏡面反射とカラーの光の合計は50%以下になる、ということです。図021-13左は屈折とカラーが同時に生じている場合。右は屈折と鏡面反射が同時に生じている場合。透過する光は必ずオブジェクトに「入る時」と「出る時」の2回計算されます。3種類の光が計算がされます。透過のレンダリングは、他のチャンネルよりも重くなります。鏡面反射は放っておくと無限に計算がくり返され、レンダリングが終わらなくなります。4Dでは鏡面反射の計算回数をデフォルトで「5回」に制限しています。オプション」ページで「鏡面反射の計算回数」の値を「2〜3」に下げてみて下さい。現実世界において、全ての物質が透過の性質を持っているわけではありません。透明なものは目立ちます。それは透明なものが人間にとって重要だからです。