[0059] 3D基礎講座シェーディング編 (後編)

投稿:  著者:  読了時間:25分(本文:約12,100文字)



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【日刊・デジタルクリエイターズ】 No.0059 1998/06/19発行
  <http://www.towers-inc.com/mag/daily/>
  情報提供はこちらまで 
  登録・変更<http://www.towers-inc.com/mag/daily/regist.html>
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●本日のコラム『3D基礎講座シェーディング編 (後編)』
 金曜日担当:上田和浩

●柴田のコネタ
 ◎「3Dのプロなら'99年版に応募しよう」

●本日のニュース
 ◎Emigre Books新刊情報
 ◎ヒューリンクス社情報
 ◎主要サイト情報
  Apple/ Microsoft/ Netscape/ SGI/ Real Network
●イベント・情報
 ◎<ディジタルアート展>ポスタープレゼントのお知らせ
 ◎VPJ最先端CGセミナー
●本日のTIPS/3Dアプリケーション「LightWave3D編」




●本日のコラム『3D基礎講座シェーディング編 (後編)』
 金曜日担当:上田和浩

今回はマッピングの話です

3D形状の表面を単純な数値だけで設定できるのは、プラスチックスのような、
均質な物質に限定されます。現実の世界にはさまざまな物質による混成物が数
多くあります。混成物を、すべて物質ごとに分離して設定するといった面倒な
ことは3Dソフトではしません。そういった場合に使われるのがマッピングです。
これは2Dの画像を直接オブジェクトの表面特性に使用する技法です。

テクスチャーマップ
テクスチャーマップ(又はピクチャーマップ)は、表面色(又は拡散光)の特性に
対してマッピングを行う最も一般的なマッピングです。例えばビルを表現する
のに細かい造形を無視して、一つの直方体で作り、窓やタイル模様の画像を貼
り付けるようなときに使います。

バンプマッピング
オブジェクトの細かい凹凸を表現するマッピングです。具体的にはシェーディ
ング時に法線情報に対してマッピング情報を反映させます。したがって面の法
線を扱わないグローシェーディングでは、バンプマッピングは表現できません。
RayDreamのプレビューモードの、[陰影付きプレビュー]がグーローシェーディ
ングなのは以前説明しました。[陰影付きプレビュー]ではバンプマッピングが
わからないのはその為です。フォンシェーディングを使う[詳細プレビュー]は、
法線情報を使ってシェーディングを行うので、バンプマッピングを反映させる
ことができます。


反射マッピング
反射マッピングにはおおよそ2種類あります。一つは反射をサポートしないレン
ダリング方法などで、疑似的に反射を表現するために、周囲の画像を表面に
マッピングする技法です。環境マッピングと呼ばれる場合もあります。もう一
つは、一つのオブジェクトで反射しやすい部分と反射しにくい部分を表現する
ためにマッピングを利用する方法で、反射率マッピングと呼ばれる場合もあり
ます。RayDreamの場合はどちらかというと反射率マッピングに属します。環境
マッピングをRayDreamで使う場合は、個々のオブジェクトではなく[レンダリン
グ設定]の[反射背景]に割り当てて一括して行います。[反射背景]に割り当てら
れたマッピングはオブジェクトのシェーダーの[反射]チャンネルに対応して環
境マッピングを行います。

透過マッピング
透明度をマッピングする方法です。サーフェイスを部分的に切り取るために使
われる例が多いです。例えば透明なガラスに切り抜いた文字が貼り付いている
ようなシーンを表現したいとします。非常に薄くした(又は厚みのない)文字形
状を、ガラス表面に配置することでも表現できますが、透過マッピングを利用
して、文字部分を不透明にしたマッピングを貼り付けることで、より簡単に表
現することができます。

その他の特性マッピング
屈折率や、鏡面係数、金属係数等の特性もマッピングで行うことができます。


ディスプレイスメントマッピング
これはちょっと特殊なマッピングに属します。どちらかというとモデリングに
近い技法といえます。バンプマッピングはオブジェクト表面の法線に対する
マッピングですが、いくら凹凸を強調しても、疑似的な処理のために、オブ
ジェクトの輪郭や影などは元の形状から変更ありません。ディスプレイスメン
トマッピングは元の形状データーそのものに作用するマッピング方法です。面
の法線ベクトル方向に、頂点座標そのものをオフセットさせてしまいます。実
際の形状データーを変更するので、オブジェクト輪郭や影もマッピングで変更
することができます。より高度なシステムではバンプマッピングで変更した法
線でオフセットするものもあります。ディスプレイスメントマッピングは簡単
なオブジェクトをマッピングだけで複雑な形状にしてしまう魔法のようなマッ
ピングですが、決して万能のものではありません。元の形状が複雑なものだと、
オフセットしたことで不用意な形状になることもあります。また、思い通りの
形状、例えば球体にマッピングしてリアルな人間の顔を作ろうとすると、モデ
リングで行う以上にマッピングの作成で苦労することでしょう。

ディスプレイスメントマッピングを最も有効に使えるのは、局所的な変形や、
地形の作成等です。RayDreamのエクステンション、SuperMeshは、平面と球体、
円柱といった出来合いの形状に限定したディスプレイスメントマッピングで形
状を作成することができます。


マッピング方法

マッピングは2Dの平面で、オブジェクトは3D形状です。2次元のものを3次元形
状に割り当てるには、何らかの座標変換が必要です。

UVマッピングは画像の縦横を、直接オブジェクト表面に割り当てる方法です。
テクスチャーの座標は形状データーのXYZ座標軸と区別するためにUV座標と呼び
ます。UVマッピングの特徴は、オブジェクトの変形に強いということです。
マッピングは直接形状データーと連動しているために、頂点が移動した場合も
マッピングを3次元的に追随させることができます。

投影マッピング
UV面を明確に定義できない形状もあります。そういった場合はいったん代表的
な形状に変形したマッピングをオブジェクトに投影させる方法をとります。球
体マッピング、立方体マッピング、円柱マッピング、等があります。最も良く
似た形状を選択してマッピングを行います。投影マッピングは逆に変形に弱い
面があります。

ソリッドテクスチャー
2Dを3Dに適用させようとするので変換作業が必要なのです。もしテクスチャー
マップが2Dではなく、3Dのデーター構造で作成されていれば、色情報を直接
拾って来ることができるでしょう。こういったマッピング方法をソリッドテク
スチャーと呼びます。

3Dのビットマップデーターのフォーマットなんて、存在しないと思われていま
すが、QuickTimeのようなムービーは、2次元+時間軸を持っており、時間軸を無
理やり空間軸に置き換えて考えると、3Dテクスチャーのようなデーター構造を
持っているとみなすことができます。しかしながらムービーデーターを3Dテク
スチャーに使うような3Dソフトは現実にはありません。ムービーをマッピング
に使える3Dソフトは、RayDreamもそうですが、当然のことながら時間軸で変化
する2D画像として使用します。もしそんなソフトがあったとしても、3Dテクス
チャーはサイズが非常に大きくなります。例えば256*256ピクセルの画像を同じ
品質でもう一軸持つには、やはり256枚の画像が必要になり、圧縮は無視して単
純に考えると256倍のサイズになります。512*512ピクセルでは512倍です。この
サイズになると圧縮を考えたとしても結構なデータ量になり、現実的ではあり
ません。また、データーの作成も容易なものではないでしょう。

では現実にソリッドテクスチャーを使えるソフトはどのようにしているので
しょう?ソリッドテクスチャーを行うソフトは、実データーで持つのではなく、
関数で必要な箇所の画像ピクセルを随時求めることを行います。木目や石目等
の特別に用意された内部関数を使うので、ファイル保存時にはパラメーター分
のデーター量しか必要としません。また、ほとんどが3次元的にシームレスに作
成されているために、マッピングの継ぎ目を気にする必要もありません。

後半でRayDreamのシェーダーの各チャンネルについて解説するといっていまし
たが、ちょっと長くなってしまったので今度にします。

【プロフィール】
うえだ・かずひろ
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

「3Dのプロなら'99年版に応募しよう」
CGクリエイターズ年鑑'98

「DTP WORLD」の別冊である。A4判で天地をわずかにカットした120ページ。
「国内外の主要CGクリエイターズ218(社/人)の仕事ファイル。CGプロダク
ション98社、CGクリエイター(個人)56人、ゲーム制作会社CG室32社、TV局CG
室6社、海外のCGプロダクション26社」が収録されている。一人(一社)1/2
ぺージの構成で、パターンは同一で作品集というよりカタログだ。年鑑として
はやや貧相な体裁ではある。

1997年から1998年上半期にかけて商業的に活躍中のCGを使用するデザイナー、
クリエイター達のプロフィールや制作環境、作品を紹介している。基本的には、
3Dグラフィックソフトによる静止画または動画を制作した個人、または法人、
プロジェクトなどであり、2Dのグラフィックス、CAD 、建築シミュレーション、
3Dを使用しない映像編集などは対象ではない。

プロダクションによっては、クライアントとの取り決めで公表できないものも
あるらしく、知り合いの会社は優秀な作品が多いはずなのに、年賀状しか出て
いなかった。したがって、掲載作品が代表作というわけではないらしい。CGク
リエイター(個人)56人には、知っている人も多く収録されている。このうち
Webサイトを持たない人はわずか13人だ。

今回は、編集部からのアクセスで会社や作家が参加したようだ。次回の募集お
知らせが巻末に出ている。応募資格は、3Dグラフィックスソフトを使用して、
3次元の静止画、もしくはアニメーションを制作している個人、または法人。あ
くまで商業用作品の制作を業務として行っていることが条件。掲載は無料。

応募(登録)方法は、以下の項目をに送る。
来年度版の制作前に、掲載内容並びに作品画像の受け渡し方法などを通知する、
という。掲載するかどうかの審査については触れられていない(なんらかの審
査はあると思う)。

応募項目 
クリエイター名(会社組織の場合は、株式会社、有限会社の記載も必要)、
代表者名(会社、グループの場合)、住所(郵便番号やビル名も明記)、
E-mailアドレス、ホームページのURL(なくても可)、プロフィールと実績
(200字程度まで)、制作環境ハードウエア、制作環境ハードウエア。

■DTPWORLD別冊 CGクリエイターズ年鑑'98 定価1500円(本体1429円)
発行・発売 ワークスコーポレーション 電話(販売部)03-3444-6570
http://www.dtp-world.com/

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■本日のニュース

●Emigre Books新刊情報

Paul Randに関する新刊2冊の紹介(Emigreの独占販売)
http://www.emigre.com/BA.html#PM

Paul Rand:American Modernist
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86ページ、4.5×7インチ、カバーつきペーパーバック、$12.00
Jessica Helfand著、William Drenttel New York出版、William Drenttel、
Jeffrey Tyson企画

おそらく今世紀最もほめたたえられるアメリカのグラフィックデザイナー、
Paul Randについての長編批評エッセイ2つを掲載。Helfandは、Randのモダニ
ズム独特のフォーム及び、アートとビジネス両方でアメリカのデザイン革命を
起こした新たなビジュアルランゲージを考案した役割について調査している。
Helfandは、Randのヨーロッパのアバンギャルドに対する情熱的な興味、アメリ
カのデザイン教育への影響や、アメリカの会社(特にIBM)への彼の作品の関連
性に対し、新鮮な洞察を提案。

これは、1996年のRandの死以降、彼に関する初めての本であり、魅惑的な否定
で彼の遺物をいっそう独特のものにしている。

Paul Rand:A Designer's Words
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
32ページ、5.75×9インチ、ソフトカバー、$12.00
Steven Heller、Georgette Ballance、Nathan Garland編集、School of
VisualArts, New York後援、Nathan Garland企画

モダニズムの巨匠Paul Randからの引用文を要約。40年にわたるインタビュー、
記事、本、講演などから100以上のエントリー。1998年4月3日に開かれた
「Paul Rand シンポジウム」の一環として150部限定出版。

注文方法:
へE-mailを送るか、<http://www.emigre.com/>から
注文する。
Faxで注文の際は、<http://www.emigre.com/EFax.html>から、用紙を印刷のこと。

Emigre Inc
4475 D St
Sacramento CA 95819
800-944-9021
916-451-4344
916-451-4351 fax

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●ヒューリンクス社情報
http://www.hulinks.co.jp/
mailto:hulinks@hulinks.co.jp

◆株式会社ヒューリンクスは1998年5月よりIGOR Proの日本総代理店に
http://www.hulinks.co.jp/page/cat/wave/igorpro.html
◆IGOR Proに教育用価格
◆KaleidaGraphへの乗り換えキャンペーン
◆IGOR PROが3.12にバージョンアップ
http://www.hulinks.co.jp/page/cat/wave/versions.html
◆IGOR Pro XOP Tool Kit for Windowsベータ版登場

◆EyeCandy3.0J Win版キャンペーン
Adobe PhotoShopプラグインフィルタEyeCandy3.0JのWindows版を500本限定で、
通常¥27,000のところを¥22,800にて好評発売中です。残り本数も少なくなっ
て参りましたので、この機会に是非ともお買い求め下さい。
EyeCandy3.0J for Win キャンペーン定価  ¥22,800
EyeCandy3.0J for Mac定価  ¥27,000

「EyeCandy3.0J for Win に関しての情報」
EyeCandy3.0 Windows版はAdobe PhotoShop対応のプラグインですが、
"花子フォトレタッチ"(株式会社JustSystem)
"PaintShop Pro"(株式会社Mets)
にも対応しており、PhotoShop上で使用する場合と同じ使用方法が可能です。

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EyeCandy3.0Jは、タワーズのサイトでも購入可能です。
マウスパッドなどのおまけつき! 安いよっ!
http://www.towers-inc.com/shop/plgtop.html

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●主要サイト情報

WIN98日本語版が7/25に発売になる模様
日本シリコングラフィックス・クレイ株式会社の社名変更
Real Networks社がSMILを支持 など。

Apple
~~~~~
QuickTime、Fox Interactiveの「X-Filesゲーム」に使用。
http://www.apple.com/hotnews/

iMac南西部へ。アリゾナ(6/18)とダラス(6/20)のマッキントッシュユー
ザーグループを訪問。
http://www.apple.com/pr/library/1998/jun/17swug.html

Microsoft
~~~~~~~~~
IPORT、世界的な展開へ。ビジネス旅行者向けの高速インターネットアクセスソ
リューションIPORT、商業トライアルで多大な成功をおさめる。
http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/Jun98/WorldwidePR.htm

Microsoft、1998 Retail Application Developer賞ホスピタリティ部門の受賞
者を発表。革新的なホテル産業ソリューションのディベロッパーを評価。
http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/Jun98/HITECpr.htm

PC Expo Tradeshowにおいて、Microsoft Office 2000を500人以上のキーカスタ
マーにプレビュー。Office 2000のベータ1は、2万人以上の顧客やソリューショ
ンプロバイダに向け7月にリリース予定。
http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/Jun98/OFnextpr.htm

Windows NTワークステーション、現在までに1500万のライセンスを販売。
http://www.microsoft.com/corpinfo/press/1998/Jun98/NTWorkPR.htm

Windows 98を含む、各種OS上でのOffice製品対応表掲載。
http://www.microsoft.com/japan/Office/Documents/CompatibleList/

Windows developer Siteを更新
http://www.microsoft.com/japan/developer/winds/

Large Account Reseller Listを更新
http://www.microsoft.com/japan/partners/lar/

Netscape
~~~~~~~~
クライアントソフト最新版「Netscape Communicator 4.5」を発表。Smart
Browsing機能を備え、Netscapeのベータ版は、7月にNetscapeのウェブサイトか
ら入手可能。
http://home.netscape.com/newsref/pr/newsrelease634.html

Netscape、ユーザーがアドレス帳をPalm Computingプラットフォームと同時性
にすることを可能に。Netscape CommunicatorとNetscape Directory Serverを
使い、ユーザーはLDAPを通じてコーポレートディレクトリを簡単に保管、アッ
プデートできる。
http://home.netscape.com/newsref/pr/newsrelease635.html?cp=nws06flh2

SCO、Netscape Messaging Server3.5の技術を十分に利用した「Unixware 7
Messaging Edition」を出荷。
http://home.netscape.com/news.html?cp=hmp05nnwi

Silicon Graphics
~~~~~~~~~~~~~~~~
Silicon Graphics、Dassault SystemsのCATIAソフト対応のワークステーション
販売数が1万を記録。SGIは、一番急成長しているCATIA対応ハードウェアプラッ
トフォームに。
http://www.sgi.com/newsroom/press_releases/1998/june/catia.html

CG OSAKA 98の開催概要について。
http://www.sgi.co.jp/Misc/events/1998/cg-osaka.html

RealNetworks
~~~~~~~~~~~~
RealNetworks、重役マネージメントチームを強化。新たに3名の重役を任命し、
今後の成長と新たな市場への参入を支援。
http://www.real.com/corporate/pressroom/pr/newvips.html

Site Partner Program開始を発表。ウェブサイトでのストリーミングメディア
を新たなメディア広告代理店に売り込む計画。
http://www.real.com/corporate/pressroom/pr/sitepartner.html

RealNetworksと24/7 Media、戦略的マーケティング同盟を結び、コンテンツサ
イトでのリッチメディアのインターネット広告ネットワーク創設へ。リッチメ
ディア広告例は<http://www.real.com/ads/adsalesdemo/index.html>にある。
http://www.real.com/corporate/pressroom/pr/richmedia.html

Real Networks Streaming Media、クリック率を増加。主要ウェブサイト、広告
業者はStreaming Media技術を採用。
http://www.real.com/corporate/pressroom/pr/adclicks.html

嶋田美香

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■イベント・情報
 今見れるイベント・アート・セミナースケジュール
http://www.towers-inc.com/mag/daily/event.html

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●<ディジタルアート展>ポスタープレゼントのお知らせ

ディジタル・イメージでは8月4日から14日まで、大阪府立現代美術センターで
<ディジタルアート展>を開催します。

ユーモラスな3Dイラストレーションで知られる多賀泰孝さんの<デジタル殿様>
をビジュアルとする楽しいポスター(A2判)を制作しました。読者のみなさん
20名にこのポスターをプレゼントします。

ただし、6月22日から27日のあいだに、現代美術センターに取りにいける人に限
ります。さらに、各自に合言葉(パスワード)をお伝えしますので、その合言
葉を現代美術センターで使わないともらえません(笑)。希望者は本誌編集部
まで。サブジェクト(題名)「ディジタルアート
展ポスタープレゼント応募」で。先着順受付。<柴田>

合言葉例:裏番ハマムラは極真空手黒帯です

ち…違いますってば(汗)本気にしちゃったらどーすんですか(笑) <濱村>

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●VPJ最先端CGセミナー
http://www.vpj.co.jp/seminar.html

NAB98で紹介された、SoftimageやAlias Maya/PowerAnimator等との新しいコラ
ボレーションツールを紹介します。

3D-Equalizerはシーンでのカメラやモーションパス情報をビデオを元にトラッ
キング、3D情報にするものです。ArtiFaceは顔のフェイシャルアニメーション
をビデオから読み込むものです。

◆内容:3D-Equalizerの詳細と実演
    ビデオデータのトラッキングから3次元モーションやカメラム─ブを生成。
    NABで発表された最新技術を開発者自らがご紹介

    ビデオを利用したフェイスモーションンキャプチャー ArtiFaceのご紹介
    NABで話題となった実写のトラッキングによるフェイスモーションキャ
    プチャシステム。今回は7月リリースに先立って概要をご紹介。

◆日時:1998年6月26日 (金)15:00~17:00
◆場所:日本シリコングラフィックス(株)カンファレンスルーム
    渋谷区恵比寿 4-20-3
    恵比寿ガーデンプレイスタワー32階
     (JR山手線恵比寿駅より徒歩約7分)
◆費用:無料
◆問先:株式会社ビジュアル・プロセッシング・ジャパン
    マーケティング本部 鈴木
    TEL. 03-3498-3973
    

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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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●LightWave3D編/「プレビュー画面」

モデラー右上部分のプレビュー画面ですが、プレビュー表示にもいろいろなタ
イプが選択できます。お試し下さい。(起動時の状態ではVer5.0が表示なし、
Ver5.5以降はSmooth になっています)

「表示」パネルの「表示オプション」(ショートカットは小文字「d」)で様々
な設定が行えます。Mac版ならQuickDraw、Win版ならOpenGLと描画方法に違いが
ありますが内容は同じです。ワイヤーフレーム表示などもできますので好みで
切り替えてみましょう。

Smooth(ポリゴンの境界を滑らかに表示させる)は便利ですが、表面が滑らかに
表示されるので細かな凹凸やポリゴンのねじれが分かりずらいです。モデリン
グ時にはポリゴン形状が正確に把握できるFaceted(Flat)モード(滑らかにしな
い)の利用をおすすめします。

Smooth表示時にで不自然な凹凸感を感じたら、Faceted(Flat)モードに切り替え
てみると、ポリゴンの不自然なねじれが見つかる場合があります。
★★
松岡アキラ(ディジタルクリエーター)

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●訂正・補足

No.57での「Macromedia Fireworks日本語版39,000円で7/31販売開始」におきま
して、金額の間違いがありましたので、お詫びし、訂正いたします。関係者の
方々にご迷惑をおかけいたしました。ご指摘いただいた方々に感謝いたします。

[誤]
39,000円

[正]
39,800円

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【日刊・デジタルクリエイターズ】 No.0059 1998/06/19発行
発行社  タワーズ株式会社
     <http://www.towers-inc.com/>
     大阪市中央区高麗橋1-5-6 東洋ビル3F
     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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※リアルタイム編集後記「編集長はつらいよ」はこちら↓
http://www.towers-inc.com/square/editor/visit.shtml
※討論・激論・あったか感想・なんでもありの「日刊デジクリBBS」↓
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