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【3DCG】質感はどうやって表現する?~マテリアルの解説~

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今回は3DCGで質感を表現するマテリアルについて、解説します。

モデリングでは3DCGの物体の形状を決めることができました。
それに加えて、光沢などの質感を設定することにより、表現の幅を広げることが可能です。

モデリングでは真っ白な素材で形を作って、
何か物足りないから、色を塗ったり、質感を足して更なるアレンジを加えるのが
マテリアルのイメージです。

実在する質感を再現しても良し!実在しない異物を作っても良し!
まずは、どんなことができるか見ていきましょう!

うー

金塊を再現すれば、大金持ちの気分になれますよ!
…現実ではないけどね。

目次

質感とは?

質感とは、物体(オブジェクト)の表面や手触りの特徴を示す言葉です。

例えば、ガラスはツルツルして光沢のある表面をしていますし、岩であればゴツゴツした見た目をしています。
一番身近な人間の体でも爪・皮膚・髪の毛などで触り心地や見た目は変わっていますよね。

このような質感を3DCGの世界で表現するのが、マテリアル(Material)になります。

マテリアルとは?

マテリアルは3DCGのモデルに設定して、質感を表現することができます。

種類は大きく分けて7種類あり、これらを調整する事で様々な質感を表現する事が可能です。
BlenderやMayaなど3DCG用のソフトウェアは多くの種類がありますが、基本的な要素は同じです。

1. 色(Color)

物体表面の色を表現します。
リンゴなら赤だったり、物体そのものが持っている色を設定します。

2. テクスチャ(Texture)

物体表面に適用する画像のことです。
外観にこだわりたい時は、物体の表面に模様を描いた画像を貼ると細かく見た目を制御することができます。
木であれば木目などを表現できます。

他にも少し難しい使い方ですが、画像に凹凸の情報や光沢の情報を持たせることも可能です。
それぞれノーマルマップとスペキュラーマップと呼ばれる使い方になります。

3. 光沢(Glossiness)

物体の表面でどのように光を反射するかを設定できます。

ツルツルの表面であれば鏡のように強く光を反射しますし、
ザラザラな表面であれば光が散乱するので鈍い光の反射になります。

4. 反射率(Reflectivity)

物体の表面が反射する光の量を設定できます。
反射する光が多いほど、明るい物体に見えます。

5. 透明度(Transparency)

物体が光を通す量を調整できます。
ガラスの様に透明な素材ほど多くの光を通すことができます。

6. 屈折率(IOR: Index of Refraction values)

透明度の高い物質の屈折率を調整できます。
同じ透明なものでも、ガラス・水・ダイヤモンドなどの光が通る物質によって屈折率は異なります。

7. 放射輝度(Emission)

物体自身が光を発する設定を追加できます。
例としては太陽・部屋のライト・スマホの画面などが挙げられます。

実在する質感を表現してみよう

マテリアルでは上記で紹介したようなパラメータを調整することで、実在する物質の質感を再現する事が可能です。
ここではプラスチック・金・ガラスがどのような見た目になるか確認してみましょう。

プラスチック・金・ガラス・の作成例

プラスチックなら色と質感、金なら色・光沢・反射率、ガラスなら透明度と屈折率を主に調整しています。

金属であればピカピカと光沢があり、光を良く反射します。
ガラスであれば物質の向こう側が見えるくらい透明という特徴があります。

このように物質が持つ特徴に合わせてマテリアルを調整することで、
実在する物質をコンピュータ上で表現することができるのです。

色の探し方

物質が持つ色を知りたいときは、
色検索のサイトを使うと簡単に調べることができます。

https://www.colordic.org/search

うー

色の配色も調べられるので、困ったら使ってみよう!

オリジナルの質感を作ってみよう

前章では実在する物質に近づけた例を紹介しました。
本章では現実には存在しないオリジナルの質感の例を紹介します。

自由に作ってよいので、実在する物質よりも簡単です。

オリジナルの質感の作成例

使用したテクスチャ


今回は青い金属、色の代わりに”む”と書いた画像(テクスチャ)を貼ったもの、
光を反射しない真っ黒な物体を作ってみました。

青い金属は前章で作った金の光沢をそのままに色を変えただけです。
テクスチャは使用すると様々な模様を追加することができるので自由度が高くなります。

特に真っ黒な物体は、光の反射を0にしているため、
3Dなのに凹凸もわからず、影絵のような見た目になっています。

現実ではベンタブラックという塗料が光を0.03%しか反射しないので、
最も黒い物質とされてますが、CGの世界なら0%にできるので現実を超える事も可能です!

うー

ルールはないので、自由にいじれるぞ!

まとめ

今回は3DCGのマテリアルについて、解説しました。
マテリアルの設定を変えれば、同じ3Dモデルあっても、イラストのような平面の絵に見せたり、
写真のようなリアルさを表現したりと見た目を大きく変えることができます。

マテリアルの設定をマスターすると大きなメリットもあります。
現実では手の届かないブランド品や金銀財宝だって、無料で手に入れることができるでしょう( CGの世界で)。
虚しい感じもしますが、物欲の強さに悩む方は解決するかもしれませんよ?

うー

( 虚しさのあまり、さらに本物が欲しくなったりして…)

おわり

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