[0041] 3D基礎講座レンダリング(スムースシェーディング)編

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【日刊・デジタルクリエイターズ】 No.0041 1998/05/29発行
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●本日のコラム『3D基礎講座レンダリング(スムースシェーディング)編』
 金曜日担当:上田 和浩

●柴田のコネタ
 「あなたのE-mailアドレス名の由来を聞かせて」第1回

●本日のニュース
 ◎Seybold Seminars Tokyo/Publishing 98 は10月の池袋
 ◎主要サイト情報
  Adobe/ Microsoft/ Netscape/ Sun Microsystems
●イベント・情報
 ◎デジタルハリウッド特別公開セミナーのお知らせ
●本日のTIPS/3Dアプリケーション編



●本日のコラム/3Dなんてこわくない! 07
 『3D基礎講座レンダリング(スムースシェーディング)編』
 金曜日担当:上田 和浩

●スムースシェーディング

ポリゴンを設定された色、表面特性、光源の情報に基づいて着色することを
シェーディングと呼びます。ポリゴンは有限の解像度でモデリングされる事が
ほとんどなので、そのまま処理を行うと、かなり密度が細かいメッシュになっ
ていない限り、ポリゴンの角で面の向き(法線と呼びます)が急激に変化するの
で、角が目立ってしまいます。そこで角を目立たないようにするさまざまな処
理方法が考案されました。これをスムースシェーディングと呼んでいます。

角ばったまま着色する処理をフラットシェーディングと呼びます。(ランバート
シェーディング、ファセテッドシェーディングと呼ぶ場合もあります)ポリゴン
のすべての点に同じ法線ベクトルを使いますので、平らな板の集合のような絵
になります。3D格闘ゲームのバーチャファイターの最初のバージョンのものと
いえば分かりやすいでしょうか? 比較的軽い処理なので高速ですが、ハイライ
トのような一部が強く輝くような物質感を伴う表現が苦手です。RayDreamの簡
易プレビューはZバッファのフラットシェーディングを利用しています。

グーローシェーディングは、まずフラットシェーディングで各ポリゴンの明度
を定義し、それから各頂点の明度を出します。頂点の明度は、その頂点を共有
する複数のポリゴン明度の平均です。例えば四角形のメッシュの場合は一つの
頂点を4つのポリゴンが共有しています。その平均を出します。各頂点の明度が
出れば今度は一つのポリゴン単位で考えて、頂点の明度を元に各点の明度を補
完処理し、本来は平坦な塗りの面をなめらかにグラデーション処理をします。

比較的単純なアルゴリズムで、それなりにスムースな面の表現ができ、アルゴ
リズムのハードウェア化もしやすいです。ゲームマシンのNintendo64等はハー
ドウェアでグーローシェーディングをサポートしているそうです。3Dアクセラ
レーション機能を持つグラフィックスボードもグーローシェーディングをサ
ポートするものが多いです。

処理が速い反面、頂点の色しか調べないので、例えばかなり大きなポリゴンの
中央部に光源があり、各頂点にまで光が届ききらないような場面があったとす
ると、(ローカル光と呼びます)グーローシェーディングではその光源によるオ
ブジェクトの光沢を表現できません。

ちょっと実験して見ましょう。RayDreamの陰影付きプレビューモードはZバッ
ファのグーローシェーディングを利用しています。試しに大きめの立方体か平
面をシーンに置き、照射範囲を絞ったスポット光を垂直に当てながら、スポッ
トを移動させてみて下さい。頂点を照らすようになって急にオブジェクトの光
沢がぱっと広がるような癖のあるプレビューを示すはずです。そして面の中央
部分を照らしている時はまったくスポット光が当たっていないような表示をし
ます。これがグーローシェーディングの特性のひとつです。

グーローシェーディングをさらに発展させたのがフォンシェーディングです。
グーローでは色で面の補完をしましたが、フォンシェーディングは色ではなく
最初に点ごとに法線ベクトルを計算し、それから光源や表面特性から色を計算
します。具体的にはやはりまず各々のポリゴンの法線ベクトルを計算します。
そこから各頂点の法線ベクトルを、グーローのときのように、その頂点を共有
するポリゴンの法線ベクトルを平均化して求めます。頂点のベクトルがそれぞ
れ求めることができれば、個々のポリゴンに含まれるすべてのスクリーン上の
点のベクトルを線形補完で求めます。各点でのベクトルが得られると、それか
ら最終的な色情報を計算します。このようにグーローに比べて丁寧な処理を行
いますので、美しい絵を作りますが、その分処理が重たくなります。

フォンシェーディングと、スキャンラインは時々混同して使われている場合が
あるように思えます。フォンは今説明したように、スムースシェーディングの
技法の一つで、スキャンラインは陰面消去の技法です。アニメーション用のレ
ンダリングエンジンで、スピードと画面品質のバランスを考えてこの二つを組
み合わせたものが採用されている例が多いためにごっちゃになっているのだと
思います。しかしRayDreamの詳細プレビューのように、Zバッファとフォン
シェーディングを組み合わせたレンダリング方法も別に不可能なわけではあり
ません。チープな陰面消去法であるZバッファに、高品質なフォンシェーディン
グという、アンバランスな組み合わせが、珍しいだけの話なのです。

【プロフィール】
上田 和浩
90年頃から3DCGに手を染める。RayDreamはVer.1からのユーザー
幽霊ツールと悪魔払いツールが懐かしい…(注)
StepByStepにRayDreamの記事を連載中。
RayDreamの解説本も出版予定です。

(注) 一時的にオブジェクトを隠すツールの日本語訳、当時はフォーカルポイ
ントコンピューター(株)が扱っていました。現在はフォーチュンヒル(株)が
扱っています。

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●柴田のコネタ

自分で毎日コラム書くのは大変だ、誰かに助けてもらおう、ということで<業
界の愛犬家たち>という史上最強のテーマを出したが、その後が続かない。
DTP WORLDの永田編集長! 愛犬自慢してください。原稿送ってね。

そこでまた考えた他力本願。<あなたのE-mailアドレス名の由来を聞かせて>
というの。ディジタル・イメージの名簿を整理していて思いついた企画(って
ほどのものではないね)だが、じつは前兆があって本誌裏番長のハマムラカズ
エのアドレスが不思議な表記だった。zacke@という。名前の並べ替えか? ハ
マムラは白状するよーに。

さて、ディジタル・イメージのメンバーの中から変わったアドレス名を持つひ
とたちにこれから登場してもらう。読者で、わたしのアドレス名はこんなに
かっこいいゾという人は投稿してください。

<あなたのE-mailアドレス名の由来を聞かせて>第1回
unxi@安斎利洋(ディジタル・イメージ 運営委員、CGアーティスト)

「本名をそのままアドレスに使わないで、ふしぎな名前を使っている人たち」
の仲間にされてしまいましたが、実は仲間ではありません。ふしぎな名前かも
しれませんが、本名をそのままアドレスに使わない人ではありません。un(あ
ん)、xi(ざい)と発音するので、shibataが柴田であるように、unxiは安斎な
のです。

しかし困ったことに、たいていの人は脳の中で落ち着きのよい配列に組替えを
行なうようで、名刺などからメールアドレスを書き写す際に、10人中3人くらい
は unix に化けてしまいます(僕は、そんなOSを作った覚えはありません)。
この紛らわしいアドレスのために届かなかったメールは、数知れません。

UNIXと間違わないまでも、xiをザイと読める人はそんなに多いわけではなく、
unxiは「あんくし」とか、ひどい例だと「うんこしー」と読むヤツもいます。
これにはガッカリしてしまいました。もうunxiはやめた、素直にanzaiにしよ
う、と軌道修正をしたこともあります。でも、もう10年以上もやっている名前
は一人歩きをはじめていて、勝手に葬り去ることなんて本人にだって不可能な
ようです。一生付き合う覚悟で、今日もunxiをやっておるわけであります。

安斎利洋 (un=an; xi=zai)

なるほど、そういうわけだったんですか、unix さん、トわざと間違えたりし
て。<柴田>

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●げげげっ(汗)私の名前が・・あれー。そ、そのうちにでも・・(濱村)

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●本日のニュース

◆Seybold Seminars Tokyo/Publishing 98 は10月の池袋

昨年は年末の幕張という、参加者にとってはあまり望ましくないロケーション
のシーボルトセミナーズだったが、今年は都心に帰ってきた。しかも時期は10
月。これは第1報。

1998年開催概要
名称:Seybold Seminars Tokyo /Publishing 98
~印刷・出版と情報技術が出会う総合パブリッシング・イベント~
テーマ:「パブリッシング-ビッグバン!!」

会期:1998年10月21日(水)~23日(金)
会場:サンシャインシティコンベンションセンターTOKYO
主催:ソフトバンクフォーラム(株)
協賛・後援:JPC、JAGDA、JAGRA他関連団体を予定
スポンサーシップ・プログラムを導入し、より多角的な参画が可能に。

主催者展示企画(予定)
SGML/XMLパビリオン(パブリッシング界においても、その動向が注目される
SGML/XML。展示も含めた特別コーナーを計画)
オンデマンドプリンティング・パビリオン(コスト意識の高まりの中で、企業
内印刷の裾野が広がり始めた。現在、さまざまな角度からの製品が紹介されて
いるこの分野にフォーカスを当てた展示企画)
ネットワーク&プリンティング・パビリオン(原稿やデータをいかにスピー
ディに送付するか、そのためのネットワーク機器・サービスやその現状を反映
する展示コーナー)

1988 Seybold Seminarsプログラム委員会(トラックリーダー・カウンシル)
チェア:猪股裕一(多摩美術大学教授/Japan Publishing Consortium理事長)
委員(氏名五十音順・敬称略):
栗原 公 (有限会社公デザイン事務所)郡司秀明(大日本スクリーン株式会社)
坂口城治(マクロメディア株式会社)柴田忠男(編集者)
杉山久仁彦(Design with Heart)宮崎光弘(株式会社アクシスマーケットデザイン)
森脇明夫(アドビシステムズ株式会社)渡辺 泰(アップルコンピュータ株式会社)

http://www.sbforums.co.jp/seybold/index.html
くわしくはホームページを、といいたいところだがまだ新情報はない。

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●主要サイト情報

◆Adobe
~~~~~~~
 Adobe ImageReady、ZDNet Anchor Desk
 <http://www.zdnet.com/anchordesk/story/story_2135.html>に「画像処理を能
 率的にする魅力的ツール」として紹介。Adobe ImageReadyベータ版は
 <http://www.adobe.com/prodindex/imageready/main.html>でダウンロード可能。

 アドビ公式ガイドブック「Adobe Acrobat&PDF徹底活用マニュアル」発売のお知らせ。
 <http://www.adobe.co.jp/whatsnew/index.html>

◆Microsoft
~~~~~~~~~~~
 MicrosoftのBill Gates氏が主催する第2回CEO(最高経営責任者)サミット開
 催にあたり、世界中のビジネスリーダー達がシアトルに集まる予定。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/>

 Microsoft社とeuroBRAILLE SA、共同開発協定を発表。Windowsオペレーティン
 グシステムを視覚障害者が使いやすくできる製品を開発する。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/May98/BrailePR.htm>

 Microsoft社、オンラインセミナーを開始。新ユーザー管理のセミナーは、い
 つでも瞬時のアクセスでプロダクト開発者から届けられる技術情報を得られる。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/May98/RespondPR.htm>

 Internet Gaming Zone <http://www.zone.com/>に2つ目のプレミアムゲーム
 「UltraCorps」が6月25日に追加。現在、ベータテスト中で、Zoneのサイトから
 無料ベータ版に参加できる。また、他のプレミアムゲームのうち「Oblivion」
 「Asheron's Call」「Fighter Aceアップグレード版」が1998 Electronics 
 Entertainment Expoで紹介予定。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/May98/E3AnncPR.htm>

 父の日にMicrosoftの WebTV Plus Receiverをプレゼントしよう。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/May98/FatherPR.htm>

 BT、DGM&S Telecom、Microsoft、Nortel (Northern Telecom)、Siemens AG
 は、ネットワーク機能にオープンアクセスを可能にするためワーキンググルー
 プを結成。
 <http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/May98/plazapr.htm>

◆Netscape
~~~~~~~~~~
 Netscape社とCNET社、Netcenterの新しいComputing&Internetチャンネルにテ
 クノロジーニュース、内容、サービスを入れるため協力することに合意。
 <http://home.netscape.com/newsref/pr/newsrelease621.html?cp=nws05flh1>

 Palm Pilotのオーガナイザー、ソフトウェア、モデム、アクセサリーを扱う
 オンラインストアー「Palm Pilot Center」オープン。
 <http://software-depot.netscape.com/pilot/index.htm?cp=nws05flh2>

 専門家、Netscapeのビジネス戦略に感銘を受ける。CMPnetのTechInvestorで
 は、なぜNetscapeのビジネス焦点がハイテク商業界で成功するのかを取り上げ
 ている。
 <http://www.techweb.com/investor/story/INV19980526S0012>

◆Sun Microsystems
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Axix Systems社、ハイパフォーマンス実証のため、SunのPCIバスベースの
 「Ultra」を専用プラットフォームとして選択。
 <http://www.sun.com/smi/Press/sunflash/9805/sunflash.980526.2.html>

 Javaの普及促進を目的に134社が『Javaコンソーシアム』を設立。
 <http://www.sun.co.jp/Press/release/1998/0527.html>

嶋田美香

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●実は、アドビの今日のニュースであるZDNet Anchor Deskでは、WEBグラ
フィックツールの開発会社の投票を行っています。この原稿作成時で、1位
「Adobe」(2206)、2位「Macromedia」(1857)、3位「その他」(519)、4位
「Meta」(140)。興味を持たれた方は、ぜひ投票を! (濱村)

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●RealSystem G2 プレビュー リリース
http://www.jp.real.com/g2/index.html

SMILなるtechnologyを利用してテキストのシンクロ表示を可能とし(外国語
ムービーの翻訳を流したりするのによいですね。なんせ画面を汚さずにすみま
すから。)、かつここが大事ですがネットワークに応じて最適なストリーミン
グを行うとか... これで、一つのムービーを28.8用、ISDN用なんて複数バー
ジョン作成せずに済みそう。
やっとでVDO並みになってきたってことでしょうか....。

という書き込みをいただきました。つなさんありがとうございますー!

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■イベント・情報

●デジタルハリウッド特別公開セミナーのお知らせ

「インターネット業界の現状と未来」
デジタルガレージ代表 伊藤穣一氏/日経NetNavi編集長 桜井敏昭氏

インターネットがもたらし始めた社会構造変革。社会をそして人の生き方をど
こまで変えるのか?
「デジタルガレージ」代表である、ECの権威 伊藤穣一氏と、一般ユーザ向けイ
ンターネット誌「日経ネットナビ」の桜井編集長をお迎えして、Web業界の今と
未来を語っていただきます。
(コーディネーター/デジタルハリウッド The Multimedia School 学校長 杉山
知之)

□日時:6/1(月) 18:45開場 19:00~20:30 (定員:限定150名)
□場所:デジタルハリウッド東京校セミナーホール(JR御茶ノ水駅下車 徒歩2
分)
□参加費:無料
□申込方法:事前に電話・メールでお申し込みください。おって、当日の参加
 証を発送させていただきます。
 ・Eメール/
 ・電話03-5281-9221
 ※メールの場合はタイトルを「セミナー0601 DC」としてください。
 ※本セミナーを日刊・デジタルクリエイターズでお知りになられた旨を記載
 ください。
 ※住所/氏名/年齢/職業/メールアドレス/電話番号 を記載ください。
 ※会場所在地/講演者プロフィールは、<http://www.dhw.co.jp/event/>に掲
 載中。

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■本日のTIPS/3Dアプリケーション編
 【日刊・デジタルクリエイターズ】では毎日クリエイティブ関連のアプリケ
 ーションのTIPSを掲載していきます。
 TIPSの難易度は、5段階で★印を文末に付けています。
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●StrataVision3D Ver.5.0編/「コマンドキー変更」

ショートカットを自由に設定できますので、頻繁に使うのにショートカットの
設定されていない機能があればこの機能が役に立ちます。

[編集]→[コマンドキー変更]でメニューバーからプルダウンされるコマン
ドを選択し、任意のキーをショートカットキーとして設定します。

重複チェックを自動的に行ってくれないようなので、他の機能と同じショート
カットキーを設定すると、おかしな動作をする可能性があります。注意しま
しょう。私は「プレファレンス」「サイクル」に設定しました。

公共のマシンや他人のマシン上でのカスタマイズはほどほどにしましょう(笑)。
★★★(松岡アキラ)

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【日刊・デジタルクリエイターズ】 No.0041 1998/05/29発行
発行社  タワーズ株式会社
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     TEL:06-231-1011 FAX:06-231-0838

編集長  森川眞行 
     柴田忠男 
     神田敏晶 

情報提供はこちらまで 
           担当:濱村和恵
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