Rhinoceros 製品情報

機能紹介

このイメージはBrazil for Rhinoでレンダリングしたもので、シンプルなレンダリング・プラットフォームにない高度な機能を使用しています:

イメージ内にある5つのハイライトが、高度な機能の一部です: (1) レイトレーシング, (2) 高度なライト設定, (3) トゥーン・レンダリング, (4) 被写界深度, (5) プロシージャル・テクスチャ
レイトレース・マテリアル
Brazilのレンダー・エンジンはレイトレーシング法を使用しています。レイトレーシングは、光子の動きや作用をシミュレートすることによって、写実的なイメージを生成する方法のひとつで、現在多くのプラットフォームで用いられています。

Brazilの高度なレイトレースエンジンは、豊富なマテリアルモデルを用いて多彩な効果を表現します:

  • 反射
  • 屈折(透明度)
  • 拡散(プリズムのレインボー効果)
  • サブ・サーフェス スキャッタリング
    (ワックスやスキン等、拡散透過マテリアル)
  • 光沢反射(ブラーやツヤ消しのマテリアル)

マテリアルを編集するインターフェースは、リアルタイムなプレビューやドラッグ&ドロップによるマテリアルの割り当てを行うことができます。

高度なライト設定
Rhinoの光源(点/スポット/指向性/線/矩形)は、色やホットスポット、キャストシャドウといったプロパティをもっていますが、Brazilにより約100以上の光源プロパティを追加します。

Brazilのライト機能:

  • 減衰(光源までの距離を応じて、ライトを暗く)
  • 減衰(光源までの距離に応じて、明るさを増幅)
  • 焦点設定(矩形、円錐形、円筒形、等)
  • 投影(色の代わりに、画像やプロシージャル・テクスチャを放射)
  • 除外リスト(シーン内での特定オブジェクトに効果を除外)

Brazilは、ライトの焦点や減衰を、それぞれ円錐や球を使ってリアルタイムに設定できます。また、世界中のあらゆる場所での太陽光をシミュレートできます。

トゥーンとNPR

Brazilは、トゥーン・シェーダーといったノン・フォトリアル(NPR)な効果を表現できます。

トゥーン・シェーダーは、間接照明や被写界深度といった効果を失うことなく、ひとつのシーンの中で、ガラスや金属、トゥーンを同時に表現できるように、フォトリアル・シェーダーと併用できます。

フィルとインクの指定:

  • 多層のフィル(明度を基に適用)
  • Goochタイプのフィル
被写界深度

被写界深度(DOF)は、生物の目やカメラなど、実際のレンズ・システムがもつ不完全な焦点のプロパティをシミュレートします。DOFは焦点外のエリアをぼやけさせることによって、より現実的な表現を追加します。また、風景のような遠距離にあるエリアを「マスキング」するような場合にも利用できます。

DOFの設定:

  • 焦点距離
  • 半径
  • F-stop
  • Bokeh abberations
被写界深度の詳細
Rhinoビューポート。Brazilのマテリアルは、ビューポート内でプレビュー可能
Brazilレンダリング(DOF効果なし)
被写界深度の効果オン
手前のグラスに焦点を合わせた効果
中央のグラスに焦点を合わせると、前後のオブジェクトがぼやける
奥のオブジェクトに焦点を合わせた効果
プロシージャル・テクスチャ

Brazilは、ビットマップとプロシージャル・テクスチャをサポートします。ビットマップ・テクスチャは画像(着色したピクセルを配列したイメージ)を使用しますが、プロシージャル・テクスチャは数式によって定義され、解像度やタイリング設定によらず、その効果を変更できます。また、その調整を容易に行うために、Rhinoのビューポートでプレビューすることができます。

Brazilのビルトイン設定:

  • Checker
  • Dots
  • Gradient
  • Marble
  • Noise
  • Tile
  • Wrinkled

また、詳細な設定を行うことで、Wood(木)やStone(石)といったマテリアルも作成可能です。

ハイダイナミックレンジ・カラー

Brazilは、HDR(High Dynamic Range)エンジンを搭載しています。

HDRに対応したレンダリング・エンジンは、色を白から黒までの範囲に制限しません。現実の色は、白より明るくなったり、また黒より暗くなることもあります。レンダリングにおいても、部分的な反射や屈折によって色が弱まるため、コンピューターの画面で表示することが不可能であっても、「白より明るい」色を表現できることが重要です。

HDRカラーの詳細
HDRカラー効果なし。ボールのマテリアルは部分的に反射しており、反射後の色が約1/4になっています。
ボールに反射している白い平面は、白より明るい色で表現。
平面が白より10倍明るいため、その結果、白より明るい色になっています(コンピューターの画面では表現しきれません)。この効果が明るさを視覚的に高めていますが、実際レンダリングでは正確に表現することはできません。

間接光の影響

色は間接光によって弱められることがあります。このシーンでは、直接光(左に向けた点光源)と間接光が設定されています:

チューブの明るさが0に設定されている場合、完全に黒くなり、点光源からの直接光だけがこのシーンの効果を表現します。
チューブの明るさを、通常の半分の明るさで設定。チューブに、紫からピンクのグラデーションが暗く表現され、地面にわずかに間接光(ピンク)の変色があります。
明るさを1.0に設定すると、ピンクのグラデーションで表現されます。特に、チューブの壁内側の地面では、全方向で示されています。この時点では、シーンはまだHDRではありません。
通常の2倍の明るさに設定すると、チューブの端(ピンクに設定)は、白より明るくなります。まだピンクですが、明る過ぎるため、画面で正確に表現されていません。
明るさを5倍にすると、白より明るい境界は、グラデーションの暗い部分に、より向かって表現されます。また、間接光はチューブ付近の地面で非常に強く表現されています。
平面が白より10倍明るいため、その結果、白より明るい色になっています(コンピューターの画面では表現しきれません)。この効果が明るさを視覚的に高めていますが、実際レンダリングでは正確に表現することはできません。
グローバル・イルミネーション

グローバル・イルミネーションは、Brazilを含め、現在のレンダリング・プラットフォームでは最新機能のひとつです。

グローバル・イルミネーションは、リアルなイメージを作成するために、直接照明と間接照明の両方を用います。直接照明は、光源に向いたサーフェスには光を落として明るい部分を、光源に向いていないサーフェスには暗い部分を生成し、サーフェスが(障害物によって遮られて)光源を直接見ることができない場合に、陰を生成するプロセスです。サーフェスは直接照らされた後、光子を放射し、その一部は他のサーフェスに向かい、また他の一部が最終的に視点やカメラに届きます。間接照明の効果は、直接照明に比べると比較的小さいですが、イメージの「リアル」な品質に大変重要です。

グローバル・イルミネーションの詳細
ビューポートのスクリーンショット。異なる色(緑、紫、黄)を持つ3つのライトがモデルの周りに配置されています。
間接照明をオン。ライトは一回以上バウンスするよう設定されており、イメージ内の陰になっている部分を、隣接する垂直なサーフェスで間接的に照らしています。コントラストが多少弱くなりましたが、より信頼性のあるものになっています。
直接照明のみでレンダリング。全てのライトの影が重なっている部分と直接光が当たらない部分があり、これらのエリアは完全に黒くなります。
Diffuse light scattering
間接照明におけるcolor leakingと輝度の例です。
このイメージは、すべての直接照明の効果を表現しています。光源オブジェクトに代わり、焦点の合っていない、拡散する白いライト(単色のスカイドーム)を使用しています。このイメージでは、地面と球は接触していますが、色相と彩度が異なっています。
間接照明をオンにすると、レンダリングがずっとリアルになります。地面と球の両方とも、間接光の影響を受けています。
このイメージを拡大すると、距離によるオブジェクト効果が減少するため(遠くの物体は近くの物体より小さい)、拡散グローバル・イルミネーションが消失して、球に最も近い地面のエリアでコントラストが強くなっています。球から離れると、オレンジと緑の間接光が混ざり始めています。