前書き
3Dシーンを照明する。 かなりシンプルではありませんか？
ほとんどの場合、「現実の世界」の照明はちょうど起こる傾向があります。 太陽が上がり、私たちはスイッチを叩いたり、ブラインドを開いて光を吹き飛ばしたりする。 私たちは、ランプを置く場所、ブラインドをどのように角度を付けるか、または懐中電灯を照準する場所を考えるかもしれませんが、光に対する私たちの経験はかなり受動的です。
コンピュータグラフィックス業界ではさまざまなものがあります。
どんな偉大な写真家もあなたに語るように、照明はすべてです。
OK、 すべてが少し双曲線であるかもしれませんが、よく実装された照明ソリューションを持つことで、レンダリングが非常にうまくやり遂げることができます。 素晴らしい照明がなければ、幻想的な3Dモデルであっても、最終的なイメージでは平坦で納得がいくように見えます。
私は、照明がCGパイプラインのような（そして評価されていない）側面である理由をあなたに暴露するのにあまりにも多くの時間を費やすことはありません。
しかし、ページを飛ばして、一般的な3Dソフトウェアパッケージで見られる6種類のライトの概要を使って、3Dライティングテクニックの議論を開始します。
3Dソフトウェアパッケージの "ライト作成"ボタンをクリックしてシーンに光源を配置するのはかなり簡単ですが、クラフトの現実ははるかに複雑です。
多くのよく確立された3D照明のパラダイムが存在し、シーンのタイプによって、通常どのタイプが最も適切かが決まります。 例えば、室内環境ではうまく機能する技術は、通常、外部のショットにはほとんど意味がありません。 同様に、プロダクトや文字レンダリングのための「スタジオ」照明は、アニメーションやフィルムの照明とは非常に異なる手順を必要とします。
最終的にはすべての状況が異なりますが、特定のシーンでは特定のライトタイプがうまく機能します。
ほとんどの3Dソフトウェアスイートに標準的な照明オプションがあります ：
- Point / Omni Light： 3D空間内の無限小の1つの点から、あらゆる方向に照明を投射します 。 ポイントライトは、全方位光源をシミュレートするのに便利です。ライトバルブ、キャンドル、クリスマスツリーライトなど
- 指向性ライト： 3Dシーンの特定の場所を占めるポイントライトとは異なり、指向性ライトは太陽や月などの非常に遠い光源を表すためのものです。 指向性照明から投射された光線は、空のあらゆる点から単一の方向に平行に走り、通常、直射日光をシミュレートするために使用されます。 指向性のあるライトは遠い光源を表しているため、そのx、y、z座標は何も意味しません。その回転属性は、シーンの照明方法に関係しません。
- スポットライト： 3Dアプリケーションのスポットライトは、現実のものと似ているという事実により、自明です。 スポットライトは、空間内の単一の点から円錐形のライトフィールドを放射します。 スポットライトは、3点スタジオライティングや、ライトからダークストリートライト、卓上ランプ、オーバーヘッドコーン照明などの視覚的な落ち込みがある照明器具をシミュレートするためによく使用されます。
- エリアライト：エリアライトは、設定された境界内からの指向性の光線を投げる物理的な光です。 エリアライトは、特定の形状（長方形または円形）とサイズを持ち、蛍光灯器具、バックライトパネル、およびその他の同様の照明機能をシミュレートするのに非常に便利です。 Mental Rayでグローバルイルミネーションを使用する場合は、エリアライトを光子エミッタとして使用することができ、プロダクトライティングや建築のビジュアライゼーションで一般的な選択となります。 エリアライトは全体的な方向性を持っていますが、指向性ライトのように平行光線を放出しません。
- ボリュームライト：容積光はおそらく頭を包み込むのに最も難しいでしょう。 デフォルト設定では、点光源とほぼ同じで、中心点から全方位の光線を放射します。 しかし、点光源とは異なり、体積光は特定の形状と大きさを持ち、どちらもその減衰パターンに影響します。 ボリュームライトは、任意の幾何学プリミティブ（立方体、球体、円柱など）の形状に設定でき、その光はそのボリューム内のサーフェスのみを照らします。
- アンビエントライト：アンビエントライトはあらゆる方向の柔らかい光線を投射し、シーン内の拡散照明の全体的なレベルを上げるために使用できます。 それは特定の方向性を持たないので、地面の影を投じることはありませんが、実際には点光源のような無指向性ではありません。 周囲の光は、太陽が沈んだ直後の夕暮れの光と比較的似ています。
ここで説明したライトタイプは、シンプルな3点スタジオライティングから、40以上のライトを必要とする複雑なアニメーションシーンに使用できます。 ほとんどの場合、これらは常に互いに関連して使用されます。シーンにはポイントライトだけが含まれているか、エリアライトなどが含まれることは非常にまれです。
それにもかかわらず、我々は深く多様なトピックの表面を傷つけ始めたばかりです。 来週、HDRI、アンビエントオクルージョン、グローバルイルミネーションを紹介する「高度な」3D照明に関する記事を発表します。
その間、3D照明に関するいくつかの外部リソースがあります：
色と光 - James Gurney（理論、強くお勧めします）
照明La Ruelle（外部照明チュートリアル）
照明La Salle（インテリア照明チュートリアル）