2013年01月11日

modo601が来た! その84 modo601 SP4

今回もスキンシェーダーを調べてみたい。

fig01

反射はサーフェスを鏡面化して周りの風景を映しこませる。前回のスペキュラとの違いはスペキュラがライトに対してハイライトを生成するだけなのに対して反射はサーフェスに周辺のものを映しこむ事だ。

下の画像はスキンシェーダーの全てのほかの要素の量を0にして反射量だけ100%にしたものだ。写りこむように環境に画像マップが仕込んである。

fig02

まあこんな人はいないけど、汗をかいたスキンヘッドに周りの風景がちょっと写りこむみたいな事はよくある。

どれだけ綺麗に周りが写りこむかは肌がどれだけツルツルかとか、どれだけたっぷり汗や脂が膜を作っているかなどに係わってくる。

「反射の色」パラメータは入射光に各色成分が個別に掛け算されて反射の色を変える。

「反射量」は入射光に一括して掛け算されて反射の強さを変える。

まあこの辺はもう説明の必要もないよね。

「反射フレネル」はフレネル反射の強さを変える。フレネルは視線に対して寝ている面ほど強い効果が出る反射だから、例えばこの頭部のモデルなら、このように反射が出る。正面を向いている面は殆ど反射せず、視線に対して横を向いている面には強く反射が出ている。

fig03

スキンシェーダーのデフォルト値では反射量が1%で反射フレネルが100%になっている。だからこの頭部にデフォルトの状態のままスキンシェーダーをかけるとこのように周辺部分にかなり強い写りこみが生じる。

fig04

こんな状態の人を見たら物凄い汗かいてるなぁって思うよね。光は入射角が垂直に近いほど透過し、入射角が浅いほど反射する性質があるので、表面にたっぷり汗をかけば物体周辺の汗の層にフレネル反射の影響が強く出てくるってわけだ。そして汗や脂はほぼ透明な物質なので、正面からの光を強く反射して写りこませることはあまりないからデフォルト値の反射量は小さく抑えているわけだね。そして正面からの光に対する反射は、環境を映しこむと言うよりは強烈なライトを反射してハイライトを作るような感じで出てくるからスペキュラの方で調整する感じなんだろうね。

まあ通常は肌にここまで周りが綺麗に写りこむ事はめったにない。それは肌に細かい凹凸があるからで、反射はもっとぼやけたものになる。それを調整するのが「ブラー反射」で、これをONにすると反射によって写りこむ像がぼやける。そのぼやけ具合を調整するのがスペキュラの時に出て来た「ラフネス」パラメータで、「ブラー反射」だけONにしても「ラフネス」が0なら反射がぼやけることは無い。

例えば下のGIFアニメは「ブラー反射」をONにして、「ラフネス」を0〜100%の間で変化させてみたものだ。「ラフネス」が大きいほど写りこみがぼやけてハイライトと区別つかないような感じになってくるのがわかる。

fig05

他の皮脂層のパラメータは以下の通りだ。

fig06

このようにブラー反射を大きくするとスペキュラも反射も似たような感じになるんだけど、大きく違うのはスペキュラがライトに対して反応する光沢なのに対して反射は環境に反応する光沢だと言う事だ。

例えば物体をライトで照らした場合、スペキュラでは物体表面にライトを模したハイライトが生じるけど、反射では何も現れない。下の画像は上がスペキュラ量を40%、反射量を0%にしたもので、下がスペキュラ量を0%に、反射量を40%にしたものだ。ライトによるハイライトはスペキュラでしか出ていない。

fig07

fig10

今度はライトをOFFにして光源を環境光のみにしてみた時の比較だ。上がスペキュラのみ、下が反射のみにしたもの。環境光によるハイライトは反射でのみ出ているのがわかる。だからIBLの環境光でハイライトを生じさせたい場合は反射の方を調整しないとダメだって事だ。

fig08

fig11

次に発光する物体をそばに置いた場合(間接照明を有効にしてある)、スペキュラでは物体表面にハイライトは生じないけど、反射では物体の表面に発光物体が写り込んでいるのがわかる。

fig09

fig12

以上のように物体表面に生じるハイライトを細かく調整できるんだけど、そのぶんだけちゃんと効果を把握していないとドツボにはまるわけだね。

「スペキュラと一致」パラメータはONにすると「反射の色」「反射量」「反射フレネル」の設定が無視されて、かわりに「スペキュラの色」「スペキュラ量」「スペキュラフレネル」が使われるようになる。ブラーを加えると似たような効果になるからライトと環境の両方のスペキュラが1つのスペキュラになるって感じなのかな。

それではまた来週。

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take_z_ultima at 11:30│Comments(0)TrackBack(0)modo | CG

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