よくわからないノーマルマップ講座 概論編 その1

前回の更新からだいぶ間があいてしまって申し訳ない。
なんだかんだで忙しくてなかなかBlenderに触ることも出来なかったけど空いた時間を見つけてはチョコチョコといろんな物を作ってはいたのでまたの機会にお披露目出来ればと思います。

さてさて、このブログ開設から1年経った記念というわけじゃないですがチュートリアル的なものをやろうかと思い立って今回はNormal Mapについて解説したいと思います。ただ自分の場合、ネットの情報を掻き集めてはトライアンドエラーを繰り返して身に着けた知識なので正確なものではないかもしれませんが、実用上は十分に使用に耐えられるレベルの物が作ることが出来る筈です。

では今回と次回はNormal Mapに関する基本的な情報を、つまり概論的なものについて簡単に説明したいと思います。そもそもNormal Mapとは何なのか?既にMOD用のゲームモデル等を作った経験がある人ならわかっているとは思いますが基本をおさえておきましょう。

まぁ、あれこれと説明する前にNormal Mapの効果を実際に見てみましょう。
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画像は頂点数4つの何の変哲も無い板ポリにNormal Mapを適用したもので、Normal Mapの効果の有無が左右の違いからよくわかると思います。通常、3Dモデルで細かなディテールを表現するには沢山のポリゴンが必要になるわけですがNormal Mapを使うことでただの板ポリでも画像のようにディテールを表現できるようになります。

それではNormal Mapの仕組みに移りたいと思います。3DCGではTexture Mappingという手法を用いて様々な情報をモデルを付加し、その情報はテクスチャに格納されています。例えばDiffuse Mapには色、Specular Mapには反射の色と強度、Gloss Mapには反射のザラつき加減(質感と言ったほうがわかりやすいかもしれません)といった具合です。ではNormal Mapにはどんな情報が格納されているのでしょう?答えは文字通り法線(Normal)です。

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法線というのは面に対して垂直に伸びるものですがNormal Mapに格納された情報によって法線がポリゴンの垂直方向以外にも伸びるようになります。さらに基本は1つのポリゴンに対して面法線と頂点法線だけですが、Normal Mapには1ピクセル毎に法線の情報が格納されており、ポリゴンに割り当てられたピクセル数と同等の法線を持つようになります。最初の画像を例にすると画像サイズ3,522×1,782のNormal Mapを適用したので約630万本の法線を元に反射を計算したことになります。

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このようにNormal Mapによって定義された法線はレンダリングの過程で陰影処理に使われます。こうして生じた陰影がローポリモデルをハイポリモデルのように見せたりするわけです。ただの線画に影やハイライトを入れると立体感が増すのと同じと言えばイメージしやすいでしょうか?
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では簡単ですが今回はここまでにしたいと思います。

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