はじめての3Dレンダリング

3Dレンダリングとは、3Dモデルからフォトリアルな2D画像を作成するプロセスです。3Dレンダリングは、3Dビジュアライゼーションの最終段階として、オブジェクトのモデルを作成し、作成したオブジェクトにテクスチャリングを施すとともに、シーンにライティングを加えます。

3Dレンダリングソフトウェアは、3Dモデルに関連するすべてのデータを取り込んで、2D画像にレンダリングします。テクスチャリングやライティングの新しい機能によって作成された2D画像は、アーティストの判断とビジュアライゼーションの目的に応じて、実際の写真と見分けがつかない場合もあれば、意図的にスタイル化されている場合もあります。 

多角形によって、3Dオブジェクトの形状を定義することはできますが、それだけではカラーやサーフェスのディテールがありません。アーティストは、3Dオブジェクトのすべての多角形にテクスチャを割り当てることができます。テクスチャは、単純な単色に設定できるのはもちろん、岩や木などの自然のマテリアルから、金属やプラスチックなどの工業製品のマテリアルまで、あらゆるサーフェスを再現できます。

ひとつの3Dオブジェクトは、数多くの多角形で構成されています。オブジェクトは、キッチンブレンダーなど、現代的な工業製品にみられる滑らかな外観の場合もあれば、象の皮膚のような荒々しい外観の場合もありますが、いずれも究極的には複数の多角形といくぶん単調なサーフェスで構成されたオブジェクトであることに変わりはありません。しかし、適切な3Dマテリアルを使えば、立体的な奥行きを表現することができます。テクスチャは、単に反射やカラーを追加するだけではなく、衣服の生地にステッチを施したり、工業用の金属サーフェスの縁に沿ってリベットを並べるなど、細かいディテールを加えることができます。このようなディテールは、オブジェクトのジオメトリに手動で追加すると、非常に手間がかかります。 

Adobe Substance 3Dツールセットで作成したテクスチャは、デフォルトで物理ベースレンダリング（PBR）の原理を採用するので、あらゆる照明条件でリアルに表示されます。そのため木製のテーブルは、日当たりの良いテラスでも、室内でも、地下深くであっても木製に見えます。

ここで重要なのは、サーフェスやマテリアルによって、光の屈折や、光との間で特有の相互作用が生じる場合です。ガラスや氷は半透明であるため、光の反射や屈折が生じます。水などの液体のサーフェスでは光が戯れ、プリズムは光の当たり方によって小さな虹ができます。テクスチャを正確に再現し、ライトを適切に当てることで、説得力のあるドラマチックなシーンが演出できます。