鏡や磨き込まれた金属のように周囲の景色を映し込む

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反射による周囲の映り込みを表現する

 
 
 
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レイトレーシングで反射による周囲の映り込みを表現してみよう

続いては、反射による周囲の景色の映り込みを実現してみましょう。 つまり、鏡や磨き込まれた金属の表現です

 

レイトレーシングによる反射の表現

ここでも、すでに作成済みの実験用シーンを元に解説します。 画面上部にあるプルダウンメニューの"File" -> "Open"を実行して実験用シーンのファイルを開きます。

  
実験用シーンは、レンダリング > Blender Renderでレンダリングしてみよう > 実験用シーンの作成で作成しました。 まだ作成していない場合は、そちらの記事を参考にして作成してください。
  
開いた実験用シーンを上書き保存しないよう注意しましょう。 Windows上(またはLinux上)でファイルをコピーしたものを開くのがいいかもしれません。

まずは、レイトレーシングを有効にする必要があります

1. レイトレーシングを有効にする
1. レイトレーシングを有効にする

上図のようにPropertiesウィンドウのレンダーパネル切替ボタンでレンダ関連のパネル群に切り替え、ShadingパネルにあるRay Tracingチェックボックスをオンにします。

  
おそらく初期設定でレイトレーシングは有効になっていると思います。 Blender 2.37からはレイトレーシングは初期設定で有効になっています。

標準レンダリングエンジンのBlender Renderはスキャンライン方式でレンダリングを行いますが、レイトレーシングも併用することができます。 レイトレーシングを併用することで、

  1. アンビエントオクルージョンによる擬似環境光
  2. 環境照明による擬似環境光
  3. 反射による映り込み
  4. 半透明による透過
  5. 他の物体による影

の機能が使えるようになります。

まずは、立方体の拡散反射色を変更します。 結果をわかりやすくするために色をつけます。

2. 立方体を選択
2. 立方体を選択

上図のように立方体を選択します。

続いて、マテリアルの拡散反射色を設定します。

3. マテリアルパネル切替ボタン
3. マテリアルパネル切替ボタン

上図のようにPropertiesウィンドウのマテリアルパネル切替ボタン(マテリアルパネル切替ボタン)を押します。

4. Diffuseパネルの拡散反射色を青色に
4. Diffuseパネルの拡散反射色を青色に

上図のようにDiffuseパネルの拡散反射色を青色に設定します。

次に、スザンヌの拡散反射色を変更します。 これも、結果をわかりやすくするための色づけです。

5. スザンヌを選択
5. スザンヌを選択

上図のようにスザンヌを選択します。

続いて、マテリアルの拡散反射色を設定します。

6. マテリアルパネル切替ボタン
6. マテリアルパネル切替ボタン

上図のようにPropertiesウィンドウのマテリアルパネル切替ボタン(マテリアルパネル切替ボタン)を押します。

7. Diffuseパネルの拡散反射色を赤色に
7. Diffuseパネルの拡散反射色を赤色に

上図のようにDiffuseパネルの拡散反射色を赤色に設定します。

では、レンダリングしてみましょう。 キーボードのF12を押してください。

8. レンダリング結果
8. レンダリング結果

上図のように立方体は青色、スザンヌは赤色です。 まだ、ミラーの機能は有効にしていないので、映り込みは発生していません。

では、ミラーの機能を有効にしましょう。 今回は立方体にミラーの設定を行います。

9. 立方体を選択
9. 立方体を選択

上図のように立方体を選択します。

続いて、ミラーを有効にします。

10. マテリアルパネル切替ボタン
10. マテリアルパネル切替ボタン

上図のようにPropertiesウィンドウのマテリアルパネル切替ボタン(マテリアルパネル切替ボタン)を押します。

11. Mirrorチェックボックスをオンにする
11. Mirrorチェックボックスをオンにする

上図のようにMirrorパネルの同名のチェックボックスをオンにし、Reflectivityに 0.5 を設定します。

  
Reflectivityは反射率です。 レイトレーシングで放出された光線がこの面で反射する確率を 0.0 から 1.0 の範囲で指定します。

では、再度レンダリングしてみましょう。 キーボードのF12を押します。

12. レンダリング結果
12. レンダリング結果

上図のように立方体にスザンヌや平面が映り込みます。

続いて、反射面の滑らかさを調整してみましょう。 現在は、立方体の反射面は鏡面のようにくっきりとスザンヌや平面を映し込んでいます。

もう少し粗い面であるかのように表現しましょう。

13. Amountに 0.8 を設定する
13. Amountに 0.8 を設定する

上図のようにMirrorパネルのAmountに 0.8 を設定します。

では、これでレンダリングしてみましょう。 キーボードのF12を押してください。

14. レンダリング結果
14. レンダリング結果

上図のようにスザンヌや平面の映り込みがぼやけました。

なお、アンビエントオクルージョンや環境照明と併用することで、写実的なレンダリングを行うことができます。 以下は環境照明との併用例です。

15. 環境照明との併用例
15. 環境照明との併用例
  
環境照明のEnergyは 0.5 に設定しています。
 

その他の設定項目の意味

説明できなかったその他の設定項目の意味を以下に掲載します。

設定項目 意味 詳細
Mirror Color 反射の色 通常は白色を指定する
色をつけたい場合はその色を指定する
Fresnel フレネル効果の強さ 0.0で無効になる
Blend フレネル効果のブレンド係数 フレネル効果を起こすエリアと起こさないエリアの境界のブレンド係数
Depth レイトレーシングでの上限の反射回数 三面鏡などを表現するのでなければ初期値で問題ない
Max Dist 最大距離 レイトレーシングの光線が消滅するカメラからの距離
この距離に達すると計算の負荷を下げるため光線は消される
Fade to ? 屋外のシーンならSky、屋内ならMaterial
Threshold サンプリングのしきい値 数値を上げるとレンダリング時間は短くなるがノイズが増える
Samples サンプリング数 数値を上げるとレンダリング結果は滑らかになるがレンダリング時間が長くなる
Anisotropic 反射の引き伸ばし ShadingパネルのTangent Shadingがオンの場合は異方性反射となる
  
フレネル効果とは、光が屈折率の異なる物質に入ろうとするときの反射と屈折の振る舞いを表します。 身近などころでは、水面の反射と屈折で現象を観察することができます。
  
真上から水面を見下ろすと、光はほとんど反射せず、水底が見えます。 しかし、視線を遠くに移していくと、水の中は見えにくくなり、最後には奥の景色を反射して映し込むようになります。
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まとめ

Mirrorパネルの同名のチェックボックスをオンにすることで反射による映り込みがレンダリングされるようになります。

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