ライトと影と反射物（2021.04.21 掲載）

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前回のライトの説明から約 1年が経過しました。現時点ではもう少し頭の中も整理されて情報もマシなものになってきましたので、ここで更新させてください。


　ライトは 3Dソフトに備わった機能の一つで、立体物に光りを当てるとどうなるのかを物理的に再現するものです。また、ライトを置く前のエディタビューは、デフォルトライトによる仮照明で、ライトが一つでも追加されるとデフォルトライトは消えて、そのライトの影響を受けたレンダリングに切り替わります。

　ここでいうライトとは光源のことです。その光が輝くには何か物体が無いと無色透明のままです。眩しい太陽があるにもかかわらず、宇宙空間が暗いのは反射する物質がほとんど無い真空に近い状態だからです。惑星があるとその表面で反射して光り輝きます。3Dソフトも同じで、反射物が無いと光ることはありません。反射物があると光は拡散して目映く輝き、その背後に影を落とします。光源、反射物、そして影。物が立体であるがためには、この三つの関係が重要で、制作物の良し悪しを決定する因子であることに間違いないと思います。


　それではライトの出し方です。
　AEとはだいぶ雰囲気が異なっており、C4D Lの場合は下の写真のようにツールパレットにずらっと並んだアイコンの中にあります。

ピンク枠で囲った左が『カメラ』で、その右が『ライト』です。このアイコンをマウス左ボタンで押し続けると各種のライトが出ます。中にあるライトとスポットライトが AEでいうポイントライトとスポットライトに当たると思います。

　ちなみにライトオブジェクトはここでどれを選んでも、属性マネージャを【モード】→【オブジェクト】にして出てくる【一般】→【放射タイプ】で自由に変えられますので、選択に悩むことはありません。とりあえずただのライトを選んでクリックすると、次の写真のように OM(オブジェクトマネージャ)の先頭に追加されます。

【属性マネージャ】→【モード】→【一般】ではピンク枠から下へずらっと調整項目が並んでいます。

[1] 強度(ピンクの枠)　光りの強度です。負の数値にすると真っ暗な方向へも調整できます。
[2] 放射タイプ　　　　ここでタイプを替えます。スポットにも無限遠にもできます。
[3] 影のタイプ　　　　影の出来具合を選びます。【なし】はこのライトでは影が出なくなります。
[4] 可視照明　　　　　サーチライトみたいに光りの筋が見えるようになります。
[5] 光りを放射しない　そのまんまです、光が消えます。
[6] 環境照明　　　　　チェックを入れると AEの環境照明と同じ結果になります。壁が遮ろうと光が届きます。
[7] 拡散　　　　　　　光りが散らばらなくなりますので全体にすごく暗くなります。
[8] スペキュラ　　　　チェックを外すとオブジェクトの表面に映っていた反射光が消えます。
[9] GI照明　　　　　　なんだかよく解りません。

　ライトを設置したら次はその光を反射するオブジェクトが必要ですが、その前に重要なことがあります。光と影の状態を見るのなら、実際にレンダリングしなければいけません。しかも AEに送らずしてです。
　その方法は次の写真をご覧ください。レンダリング関係のアイコンを示しています。

方法は３つ。

[1] 画像ビューワーへレンダリング

写真緑枠内の真ん中のアイコンを押すと画像ビューワーという特別なウインドウでレンダリングされます。少々細かい設定がありますので、詳しくは、画像ビューワーへレンダリングをお読みください。

[2] ビューをレンダリング

エディタビューを一度クリックしてから、緑枠内の左端のアイコンを押すか、 マウスをレンダリングしたいビュー（今はエディタビュー）の上に置いてから"Ctrl"+"R"キーを押します。

[3] インタラクティブレンダー

作業をしながらリアルタイムにエディタビューの指定領域内をレンダリングし続ける方法です。キーボードショートカットは 『Alt』+『R』です。押すとこのようなエリアが出ます。

白い枠の狭い範囲だけレンダリングされるので CPUパワーが取られにくくなりますが、さっきの正式レンダリングより少し画質が落ちます。テーブルの角がざらざらしているのが見えます。

　これでも 処理が遅い場合はエリアを狭めるか、画質をさらに落とすこともできます。そのポイントは、見えにくいですが、ピンク枠の中の小さな三角形アイコンです。これを下に移動させると画質が落ちます。その分レンダリングが速くなります。

　最低にまで落とすとこうなります。

画質の良さは[1][2][3]の順です。[1]の画像ビューワーへ送る方法は完全にレンダリングされた状態で出力されますが、レンダリング設定の【フレームレンジ】が 『プレビュー範囲』になっているととてつもない時間が掛かりますので要注意です。


　それではライトの説明に戻ります。


　ライトの準備ができましたら、次は光を反射させるオブジェクトが必須です。そこでネジネジくんの宿敵、鳩時計の主であるハトくんと、大きな床を反射物としてステージに置くことにしました。
　床が無いと光源から出た光が物体だけにしか反射せず、後はやっぱり暗い空間だけになります。影を出すには物体の影響を色濃く映し出す広い平面が必須だと思います。

　この床ですが、これは【カメラ】アイコンの左にあります。中には『床』や『空』などのオブジェクトがあって、『空』は、【オブジェクトに景色を映り込ませたい】で説明していますのでそちらをご覧ください。

『床』オブジェクトを選びますと無限大の床が作られます。色は適当に、今回は灰色のマテリアルを作って『床』オブジェクトに貼り付けました。その上に鳩を置いてレンダリングします。

　それがこれ。

これがライト無しの状態です。
　これだと鳩が宙に浮いているように見えますが、それよりも、立体感の薄いペタンとした物体に見えてしまいます。

　そこで現時点で最も利用しているライティングの方法でライトを当ててみます。

いきなり存在感が浮き出ました。大げさにいうとまるでそこにあるよう……です。

　しかしこの状態にするためにライトを 3つも使って配置してあります。これで正しいのかどうかわかりませんが、ライト一つではどうにもならないという結果に達したことは事実です。試しにメインライトだけにしますとこうなります。

影ははっきりしますが、暗くてよく見えません。この状態でライトの強度を上げ下げしても光の反射に変化はありますが、眩しすぎるか暗すぎるかの状態になって、光の当たらない部分は暗いままです。
　だからといって、むやみにたくさんのライトを配置して、一度に調整しようとしてもそれは無謀というもので、強行すれば最終的にどうにもならなくなって破綻します。 その道の経験者が語る のですから間違いありません。

　そこで最初はライト一つから始めます。
　最初はこの状態から。

ライトを一つ置いて、名前を『ライト 影』として、属性マネージャの【一般】を開いたところです。

　注目するのはピンク枠の中だけで、ライトの色は変更することもあるかもしれませんが、あとはよくわからないので触りません。
　このライトをメインとして光の反射と影を再現しますので、【放射タイプ】は『全方向』、【影のタイプ】は『シャドウマップ（ソフト）』にしました。影の種類はまだありますが、これが妥当のような気がします。
　影を出すライトを一つに限定しているのは、異なる方向に置いたライトの影がいくつも重なると見た目が悪いからで、そういうシチュエーションの場合は複数の影を落とすほうがいいかもしれませんが、だいたいはメイン以外のライトは影を出さないようにして、暗い部分を補うだけの補助ライトだと割り切っています。


　続いて【影】の項目に移動します。

影の設定で注目しているのはこれらです。

【濃度】は影の濃さですが、一つのライトだけではいくらライトの強度を上げてもオブジェクトは明るくならずに、影が色深く走って見えにくくなるばかりです。影の濃さは適切に物体を照らしてから調整するほうがいいみたいです。ライトを追加するときは影を出すライトは特別な場合を除いて、一つだけにしたほうが自然になります。

【シャドウマップ】は『1000×1000』を選んでいます。大きくするとメモリを食いますが、影の濃淡が滑らかに変化し、小さくすると荒くなります。

【サンプル半径】を大きくすると影の濃淡がボケた感じなり、小さくするとくっきりしてきます。


　説明を進める前に、最も勘違いを起こしやすい事柄について述べます。下の写真を見て、鳩オブジェクトに影が落ちていないのに気づかれたでしょうか？

影の設定をあれこれと変更しているのですが、一向に効果が出ていません。

　これを目の当たりにして。どうしても影が出ない、と勘違いして、設定をいじくり倒した挙句の果てに、パソコンの再起動までしたのにそれでも変化無しで、おおいに慌てふためいたのは……そう。ワタシです。鳩のボディには影が乗っているので勘違いしていました。原因は、レンダリングするのを 忘れている からです。

　レンダリングすると……ちゃんと出てきます。

はい。このとおり

　ということで……。
　最初に述べさせていただいたとおり、上の写真のように、最低限、インタラクティブレンダーは行いましょう。ショートカットキーは『Alt』+『R』です。




　最近はまっているライトの設定があるのですが、それが【詳細設定】→【減衰】です。次の写真がそれです。

コントラストを少し上げて影と光にメリハリを付けた後、【減衰】を『2乗に反比例（物理的に正確）』にします。するとエディタビューに次のような丸いマークが出ます。

これは光の減衰が始まる範囲を示すエリアで、そこから急激に光が弱まっていき、レンダリングするとかなりリアルになります。
　他にも設定は数多くありますが、ワタシの技術では手に負えませんので、ライトの放射タイプはだいたい『全方向』か『スポット』にしています。

　光源の位置を決めるときは、4面ビューを見ながらライトの 3D軸をマウスでドラッグします。また、減衰開始エリアを調整をするときは 【属性マネージャ】の【詳細】→【減衰基準距離】の数値を調整するか、あるいは、4面ビュー内の丸い領域を示す円周にある小さなオレンジの点をマウスでドラッグしても調整可能です 。

　当然ですがライトを遠くに置いたり、高い位置に移動させて光源を離していくと光は弱くなり、オブジェクトの輝き具合が変化しますので、ライトの強度や影の濃淡ばかりに気を取られないで、光源の距離や位置でも調整できることを覚えておいてください。


　正式にレンダリングした状態で【減衰】を『2乗に反比例（物理的に正確）』に設定したのと、そうでないのと比較してみます。

上が【なし】で、下が『2乗に反比例（物理的に正確）』にした場合です

鳩の影の部分はそれほど変わりませんが、床に反射した光がリアルに弱まって広がっています。

　ライト一つでは全体に暗い感じですので、光の当たっていない部分を補うために別のライトを追加します。そしてそのライトには影を出さないように設定して、メインライトの対角線側に置いて暗い部分を照らします。補助ライトを強くすると全体が明るくなりますが、メインライトの影まで消してしまいますのでほどほどに抑えておいて、さらに三つ目のライトを遠方に置いて全体を馴染ませたのがこの写真でした。

これが 2年生になったワタシが得たライトに関しての『私的』最新情報でした。

　プロの方から見れば何をトロイこと書いてんだ、の世界かもしれませんが、やっとリングに上がった気分です。というのも光と影の関係を考えていて反射に気づいたのですが、反射という現象にはまだ先がありました。それが拡散と映り込みです。
　それに関してはまだ整理できていませんので、もっと先で……。



　さて、次はカメラです。作品の良し悪しは絵もそうですが、ライティングとカメラワークで決まると断言してもいいのではないでしょうか。
　すんげぇ、プレッシャーです。

【６】ライトと影と反射物　　　おしまいでございます。

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