16 vidro レンダリング

(当トピックでは、MechaStudioの拡張機能である「レンダラー連携」機能を使用しています。)

1 vidroのインストール
2 基本的なレンダリング方法
3 イメージベースドライティング(IBL)
4 マテリアルの調整
5 アニメーションのレンダリング
6 トゥーンシェーダーの使用
- 6.1 トゥーンシェーダーの陰影について
- 6.2 トゥーンシェーダーの輪郭線について
7 vidroとの連携

vidroのインストール

グローバルイルミネーションレンダラー「vidro」はフリーのレンダラーソフトで、グローバルイルミネーション(大域照明)を使用した非常に高品質なフォトリアル画像や、アニメ調のノンフォトリアル画像を生成することができます。CPUのSSE2命令やマルチスレッドに対応しているので、レンダリングは高速です。vidroは「vidro – global illumination renderer」でダウンロードできます。

PCにvidroをインストールしたら、「レンダラー」メニューの「vidro ウィンドウ」をクリックして「vidro ウィンドウ」を表示し、下部の「ファイルパス」タブの「vidro実行ファイル」の欄の「…」ボタンをクリックしてvidro実行ファイルのパスをセットしておきます。

基本的なレンダリング方法

｢ファイル｣メニューの｢開く…｣から、「mikoto_ik_walk4_render.toy」を開きます。

｢vidro ウィンドウ」の「プレビュー」欄の「更新」ボタンをクリックすると、以下のようにレンダリングのプレビューが更新されます。

ここで「vidro ウィンドウ」下部の「レンダー」ボタンをクリックすると、

vidroが起動してレンダリングが始まります。「レンダラーを表示する」チェックをOFFにすると、バックグラウンドで起動することも出来ます。

レンダリングが終了すると、出力画像(デフォルトはbmp形式)はOSのシステムに登録されたアプリケーションで開かれます。

出力画像の形式やパスを変更する場合は、「ファイルパス」タブの「出力画像」の欄で設定します。toyファイル本体と同じフォルダ内のパスを指定した場合、自動的に相対パスに変換されます。

(mikoto_ik_walk4_render1.toy)

イメージベースドライティング(IBL)

ここまでデフォルトの平行ライトを使ってレンダリングしていましたが、次に、イメージベースドライティング(IBL)を行ってみます。イメージベースドライティング(IBL)とは、画像を光源とするライティング方法です。vidroでは、天球光源画像やマテリアル(テクスチャ)の自己発光でIBLを行うことができます。

IBLでは通常ハイダイナミックレンジ(HDR)画像を光源として使用します。HDR画像はデータ長の長い不動小数点数で輝度データを保持しているため、処理によって画像が白く飛んだり黒くつぶれたりすることがありません。

今回は、クリエーティブマーケット様のHDR画像を使用させていただきます。「HDRI panorama images: HDRIパノラマ画像」のページにアップされている「hdri_all.zip」に含まれる、以下の「hdr022.hdr」を使用します。

「vidro ウィンドウ」の「ファイルパス」タブの「天球光源画像」の欄の「…」ボタンをクリックし、「hdr022.hdr」選択します。toyファイル本体と同じフォルダ内のパスを指定した場合、自動的に相対パスに変換されます。

デフォルトの平行ライトをOFFにしたいので、「表示」メニューの「ウィンドウ」→「ライトウィンドウ」(Ctrl+L)をクリックして「ライトウィンドウ」を表示し、「デフォルトライト」チェックをOFFにします。

「プレビュー」欄の「更新」ボタンをクリックすると、以下のようなプレビュー画像になります。天球光源画像を明るくしたいので、

「ファイルパス」タブの「天球光源カラー」チェックをONにして、カラーのRGB値として「2.5」「2.5」「2.5」を入力します。これで天球光源画像は2.5倍に明るくなりますが、HDR画像なので輝度が上がっても画質は維持されます。

この状態で「プレビュー」の「更新」ボタンをクリックすると、以下のように天球光源が明るくなりました。

「出力画像サイズ」として「1920」×「1080」をセットして

「レンダー」ボタンをクリックすると、以下のようにレンダリングできました。

画質を抑えてレンダリング時間を短くするには、「レンダリング」タブの「グローバルイルミネーション」の値を小さくします。
レンダリング中にvidroにエラーが発生して画像が出力されないような場合、メモリー不足が考えられます。「コースティクスフォトン放射回数」と「ボリュームフォトン放射回数」を小さくしてください。

(mikoto_ik_walk4_render2.toy)

マテリアルの調整

MechaStudioでは、マテリアルのレンダラー用のパラメータのみを修正することで、レンダリング結果を調整することができます。そのため、マテリアル本体のパラメータを変更することなく、手軽にレンダリングを実行することができます。

まず、キャラクターの髪の毛の色が想定よりも明るすぎるのを修正します。マテリアルパネルの「髪の毛1」マテリアルをダブルクリックして

マテリアルウィンドウを表示し、下部の「レンダラー」タブの「拡散光の強度」の値を「0.7」にして暗くします。

次に、キャラクターの服の自己発光を有効にしてみます。マテリアルパネルで「レオタード1」マテリアルを選択し、以下のように「自己発光を拡散光として加算」チェックをOFFにすることで、自己発光が拡散光として使用されないようにします。さらに、自己発光を強くするために「自己発光の強度」の値を「3」にします。

次に、キャラクターの土台を完全鏡面反射にしてみます。マテリアルパネルで「BaseMaterial」マテリアルを選択し、「完全鏡面反射」スライダーをドラッグして「1」にします。また、「絶対屈折率」の「ボリューム表側」と「ボリューム裏側」の違いが大きいほど反射が強くなるので、「ボリューム裏側」の値を「4」にすることで反射を強くします。(どちらかの値を「0」にすると、鏡のような全反射にすることもできます。)

この設定で、「vidro ウィンドウ」の「レンダー」ボタンをクリックすると、以下のような画像がレンダリングできました。マテリアルの反射や透過が複雑なほどレンダリング時間は長くなりますので、必要なら「グローバルイルミネーション」の値を調整してください。

(mikoto_ik_walk4_render3.toy)