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影の分析モデルの作成

[デイライト システム]の時刻をアニメートすることができます。これによって影の分析モデルを作成することができます。

このチュートリアルでは、以下について学習します。

- [デイライト システム]を使用して、アニメートされたシャドウを作成
- ビューポートのシャドウ設定を使用して、1 区画のビルによってキャストされるシャドウを研究
- mr Sky (mental ray Sky)を使用して、空のカラーを作成
- 後で確認またはプレゼンテーションに使用するために、選択したフレームをレンダリング

重要:このチュートリアルでは、ハードウェア シェーディングについて説明します。ハードウェア シェーディングされたシャドウおよびその他の効果を表示するには、Shader Model 3.0 (SM3.0) 以降のバージョンをサポートするグラフィック ハードウェアを使用する必要があります。

使用しているグラフィック ハードウェアがわからない場合は、3ds Max Design で[ヘルプ] [ビデオ ハードウェアを診断]を選択します。すると、使用中のグラフィック構成の詳細に関するダイアログ ボックスが表示されます。このダイアログ ボックスの[GPU シェーダ モデル サポート]にシェーダ モデルのバージョン番号が記載されています。

使用しているグラフィック ハードウェアが SM3.0 をサポートしてない、または OpenGL や Direct3D 以外のソフトウェア ドライバを使用している場合は、このチュートリアルは省略してください。または、デイライトをアニメートする最初の手順を実行して、mental ray レンダラーを使用する残りの手順を省略することもできます。

スキル レベル: 初級

所要時間: 30 分

このチュートリアルの準備

- クイック アクセス ツールバーで ([プロジェクト フォルダ]) をクリックし、プロジェクトを Autodesk 3ds Max Design 2011 Tutorials に設定します。

シーンを設定する:

- クイック アクセス ツールバーで ([ファイルを開く])をクリックし、\scenes\rendering\cityscape フォルダに移動して cityscape.max を開きます。
  注:シーンの[ガンマと LUT]設定を使用するかどうかを尋ねるダイアログ ボックスが表示されたら、シーンのガンマ設定を受け入れ、[OK]をクリックします。シーンの単位を使用するかどうかを尋ねるダイアログ ボックスが表示されたら、シーンの単位を受け入れ、[OK]をクリックします。

  このシーンは、街の区画で構成されていて、中心に超高層ビルがあります。このシーンには[デイライト システム]も含まれています。このシステムは、カリフォルニア州サンフランシスコの経度にシーンを配置するよう設定されており、太陽の位置は 0700 時、冬の日の夜明けごろに設定されています。

  ヒント:デイライト システムの作成手順については デイライトを浴びた別荘のライティングとレンダリングを参照してください。

デイライトをアニメートする:

1. メイン ツールバーで ([オブジェクトを選択])をオンにします。
2. トップ ビューポートで sun オブジェクトをクリックして選択します。

   コマンド パネルの名前フィールドに Daylight01 と表示されます。

3. [モーション]パネルに移動します。
4. ([オート キー])をオンにします。

   [アニメート]ボタン、トラック バー、およびアクティブ ビューポートの境界がすべて赤色になります。

5. タイム スライダをフレーム 60 までドラッグ(または ([最後のフレームに進む])をクリック)したあと、[コントロール パラメータ]ロールアウトで[時間]値を 19 に変更します。

   [時間]、[分]、および[秒]値のスピナー矢印が赤い角括弧で囲まれ、時刻をアニメートするキーを設定したことを示します。

   オート キーを使用して、フレーム 60 にキーを設定すると、開始フレームであるフレーム 0 にもキーが設定されます。これで太陽は 0700 ～ 1900 時、つまり午前 7 時から午後 7 時の範囲でアニメートされます。アニメーションには 61 個のフレームがあるので、太陽は 5 フレームごとに各時間の 00 分に到達します。

6. ([オート キー])をオフにします。
7. タイム スライダをドラッグします。

   太陽が移動するのが見えます。

8. ([最初のフレームに戻る])をクリックし、フレーム 0 (ゼロ)に戻ります。

ビューポート ライティングを使用してシーンを表示する:

1. Camera02 ビューポートをアクティブにし、 最大化します。
2. シェーディング ビューポート ラベル メニュー(「スムーズ + ハイライト 」と表示されている)をクリックし、[ライトとシャドウ] [シーン ライトで照明]を選択します。

   シーンはデイライト システムの一部である mr Sun ライトで照らされるようになり、Camera02 ビューポートには冬の早朝のライティングが表示されます。

3. シェーディング ビューポート ラベルを再度クリックし、[ライトとシャドウ] [ハードウェア シェーディングを有効]を選択します。

   ハードウェア シェーディングでは、シーンは非常に暗くなり、この季節をよりリアルに表現しています。どのような場合でも、ハードウェア シェーディングではビューポートにシャドウが表示されます。

4. シェーディング ビューポート ラベル メニューを再度クリックし、[ライトとシャドウ] [シャドウを有効]を選択します。

   0700 時では、ビューポートに視覚的な変化は見られません。

5. タイム スライダをドラッグします。

   太陽が空を移動するにつれて、ビューポートのシャドウが都市の風景を移動します。

   0900h

   1200h

   1500h

シャドウの密度を減らす:

1. タイム スライダをフレーム 40 (1500時間)までドラッグします。
2. シェーディング ビューポート ラベル メニューをクリックし、[ライトとシャドウ] [設定]を選択します。

   [ビューポート設定]ダイアログ ボックスが開き、[ライトとシャドウ]パネルが表示されます。

3. [ビューポート シャドウとアンビエントオクルージョン]領域で、[ビューポート シャドウ強度]の値を 0.8 に変更し、[OK]をクリックします。

   これでシャドウの密度が 80 パーセントになり、少しソフトになりました。

   シャドウの強度を下げると満足のいく効果を作成できる場合があります。このシーンのような、サンフランシスコなどの雲が多く、光が直射日光よりも拡散する場所をよりリアルに見せることもできます。

   注:ハードウェア シェーディングには、ソフトエッジ シャドウを生成するオプションもあります。これによって表示のリアルさを向上させることはできますが、一般に、影の分析には有用ではありません。

   次はアンビエント オクルージョンを追加してシャドウの品質を向上させます。

アンビエント オクルージョンを追加する:

アンビエント オクルージョン(AO)は、シャドウの外観と密度を向上させるテクニックです。光線をトレースするのではなく、シーンのオブジェクトの近接を考慮します。

1. シェーディング ビューポート ラベル メニューをクリックし、[ライトとシャドウ] [アンビエントオクルージョンを有効]を選択します。

   ビューポートのシャドウが更新されます。

   アンビエント オクルージョンでは、シャドウの密度が濃くなり、より詳細になります。

2. シェーディング ビューポート ラベル メニューをクリックし、[ライトとシャドウ] [設定]を選択します。
3. [ビューポート設定]ダイアログ ボックスで、アンビエント オクルージョンの[品質]スライダを[中]から[高]に変更します。[OK]をクリックします。

   わずかな違いですが、質が向上しました。

mr Sky の効果を見る:

mr Sky をデイライト システムのスカイ ライトとして使用する利点の 1 つは、時刻によってライトのカラーが変化することです。

空をよく見るには、Camera02 の角度が高すぎるので、最初にビューを変更します。

1. POV (Point-Of-View、視点)ビューポート ラベル(現在「[ Camera02 ]」と表示されている)をクリックし、[カメラ] [Camera01]を選択します。

   街の区画が斜めから見た角度で表示されます。

2. シェーディング ビューポート ラベル メニューをクリックし、[ビューポート バックグラウンド] [バックグラウンドを表示]を選択します。

   空と水平線が表示されます。時刻に従って空のカラーが変化します。

   0900h

   1200h

   1500h

   1648h

作業を保存する:

- アプリケーション メニューから、[名前を付けて保存]を選択します。[ファイル]ダイアログ ボックスで、ファイルに my_shadows.max と名前を付けて[保存]をクリックします。
  ヒント:レンダリングを行う前に、シーン ファイルを必ず保存してください。

(オプション)影の分析のスナップショットをレンダリングする:

ハードウェア シェーディング ビューポートは、インタラクティブな表示という点では優れています。しかし、ハードウェア シェーディングでは、レンダリングの完全な詳細は表示されません。また、前の真昼のライティングでのビューポートのグラフィックを見るとわかるように、ハードウェア シェーディングではアーティファクトが生成されることがあります。さらに分析を進めるために、またはプレゼンテーションを作成するために、シャドウをレンダリングしてもよいでしょう。

影の分析をアニメーションにすることもできますが、このチュートリアルでは選択したフレームだけをレンダリングします。

アニメーションが始まる 0700 時と、終了する 1900 時は、シーンが暗すぎて面白みがありません。そのため、より狭い範囲から選択したフレームをレンダリングします。

1. メイン ツールバーで、 ([レンダリング設定])をクリックします。

   [レンダリング設定]ダイアログ ボックスが開きます。[共通設定]パネルがアクティブになっています。

2. [共通パラメータ]ロールアウト [時間出力]領域で、範囲をフレーム 5 からフレーム 45 (0800 ～1600 時)に設定します。[フレーム間隔]を 5 に設定します。

   メインの昼の時間帯の間に、9 個のスナップショットのフレームをレンダリングします。

3. [出力サイズ]領域で、[800 x 600]ボタンをクリックします。

   小さいサイズの方がよりすばやくレンダリングされますが、影は確認しづらくなります。

4. [レンダリング出力]領域表示されるまで、下へスクロールします。[ファイル]ボタンをクリックします。

   [レンダリング出力ファイル]ダイアログ ボックスが開きます。既定値では、レンダリングはチュートリアルの \renderoutput フォルダに保存されます。この場所は好きな場所に変更できます。

   出力タイプとして JPEG を選択し、ファイル名に thirdstreetblock と入力して、[保存]をクリックします。

   JPEG ファイル形式の既定値を使用します。

   ヒント:アニメーションを作成する場合でも、連続番号が付けられた静止画のフレームにレンダリングすることをお勧めします。間違いを修正する必要がある場合に、個別のフレームを修正でき、アニメーション全体を再レンダリングせずに済みます。
5. Camera01 がアクティブ ビューポートになっていることを確認し、[レンダリング]をクリックします。

   個々のフレームがレンダリングされます。各フレームのファイル名には、入力したファイル名に続けて、フレーム番号と同じ連番が付けられます。

   スナップショットのセットから完全にレンダリングされたフレーム

   いろいろ試してみるとよいでしょう。たとえば、デイライト システムの月を夏のものに変更すると、昼の時間が長くなり、シャドウの方向が変わります。

   このシーンの完成版は、cityscape_animated.max という名前で保存されています。

作業を保存する:

- シーンを my_cityscape_shadows.max と名前を付けて保存します。

まとめ

影の分析モデルを作成する場合、オートキーを使用してデイライト システムの時刻をアニメートできます。ハードウェア ビューポート シェーディングでは、シャドウを表示できます。アンビエント オクルージョンをオンにすると、シャドウの品質が向上します。スカイ ライトの mr Sky は、空のカラーを提供します。レンダラーを使用して、非常に詳細なフレームやアニメーションを作成することもできます。