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PBRマテリアルとは


「PBR(Physical Based Rendering:フィジカルベースドレンダリング)」とは物理法則がベースのシェーディングのことを指します。
以前は色や反射などを見た目重視で調整していたものが、PBRでは光の反射、屈折、散乱、吸収などを計測してレンダリングすることで、よりリアルな表現が可能になりました。
Albedo(Base Color/Diffuse)、Metallic、 Roughness の3つの項目だけで、不透明なほぼすべての質感を表現できます。

簡単に言うと
Albedo=色
ROUGHNESS=粗さ
METALLIC=金属かどうか
なのですが、今回はそれぞれの役割を少しだけ詳しく知っていきましょう!

Albedo

アルベドは見た目に一番影響する色を設定する項目です。
一言で『色』というよりは、物体が外部から受ける光をどれくらい反射するかという係数のことで、色に及ぼす影響が大きい係数といえます。

あくまで光を反射して表現されるものなので、その物質がどんな明度になるかは環境光次第になります。
撮影などで画像を用意するよりは、サブスタンスペインターなどPCで作成したテクスチャのほうが理想的なアルベドマップといえます。

カメラでは光や影の映りこみが入って色のみを撮影するのは難しいので、加工で影やハイライトを除去すればアルベドマップとして使えるかもしれません。

ROUGHNESS

ラフネスは粗さのことで、非常に細かな凹凸による光沢感の変化を表現します。
ツルツルに見えるものでも細かな凹凸があり、光を多方向に跳ね返していて、PBRではこの反射を計測して表現をしています。
ラフネスは数値を高くするとツルピカ、低くすると紙やすりのようなザラザラ感を表現できます。

METALLIC

メタリックは金属か非金属かの判定項目で金属の反射率を設定します。
メタリックの画像には0.0(黒)、1.0(白)以外の中間値も含まれますが、金属か金属ではないかの2択なので、設定する値は0.0か1.0のどちらかにしましょう。
金属はRoughnessによる変化も大きいのでセットで設定します。

おわりに

以上がPBRマテリアルを構成する主要の3つの要素です。

Albedo=色
ROUGHNESS=粗さ
METALLIC=金属かどうか
という理解で全然OKですが、光の反射を計測して表現してるんだ~くらいのイメージはもっていたほうがいいかもしれませんね。
技術の進化にはひたすら感謝です!

これからも3DCG関係の勉強をしていくのでよかったらまた見に来てくださいね!