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====== フォトンマッピング法 ======

===== 概要 =====

フォトンマッピング法は、光源から放たれる光をフォトンとして追跡し、物体表面に蓄積された光の分布を使って画像を生成する大域照明手法である。集光現象や間接光など、通常の局所的なシェーディングだけでは扱いにくい現象を表現できる。

{{:cg:figures:chapter03:fig_3_38_photon_mapping_concept.png?600|フォトンマッピング法の概念図}}

{{:cg:figures:chapter03:fig_3_39_photon_mapping_examples.png?600|フォトンマッピング法による集光現象とカラーブリーディング}}

===== 詳しい説明 =====

フォトンマッピング法では、まず光源から多数のフォトンを飛ばし、物体に当たった位置やエネルギーを記録する。その後、カメラからの視線計算と組み合わせ、表面近くに集まったフォトンの分布から明るさを求める。透明なガラスや水による[[cg:rendering:caustics|集光現象]]、壁や床による[[cg:rendering:color_bleeding|カラーブリーディング]]などを扱える点が特徴である。

===== CG制作との関係 =====

写実的なレンダリングで、ガラス、金属、水面、間接光を含む複雑な照明表現に使われる。レイトレーシングと組み合わせて、光の経路をより自然に表現する。

===== ゲーム開発との関係 =====

リアルタイムゲームで完全なフォトンマッピングを毎フレーム行うのは重いが、事前計算や研究的なレンダリング手法として重要である。光の粒子を追跡する考え方はGI技術の理解にも役立つ。

===== 制作・実装での例 =====

ワイングラスの影の中に明るい模様が出る、プールの底に光の模様ができる、といった集光現象を表すときに効果的である。

===== 検定対策ポイント =====

光源からフォトンを飛ばして光の分布を記録する手法。[[cg:rendering:radiosity_method|ラジオシティ法]]が面同士の相互反射を扱うのに対し、フォトンマッピング法はフォトン追跡で[[cg:rendering:caustics|集光現象]]などを扱える点を区別する。

===== 関連用語 =====

  * [[cg:rendering:global_illumination_calculation|大域照明計算]]
  * [[cg:rendering:caustics|集光現象]]
  * [[cg:rendering:color_bleeding|カラーブリーディング]]
  * [[cg:rendering:ray_tracing_algorithm|レイトレーシング法]]
  * [[cg:rendering:scattering|散乱]]

===== タグ =====

  * CGエンジニア検定
  * 第3章
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