大域照明計算

概要

大域照明計算は、光源から直接届く光だけでなく、物体表面で反射して別の場所を照らす間接光まで考慮して画像を作る計算である。写実的なCGでは、部屋の中の柔らかな明るさや、壁の色が周囲に影響する現象を表すために重要になる。

単純なシェーディングでは、光源から物体へ直接届く直射光を中心に計算する。大域照明計算では、表面で反射した間接光も扱うため、シーン全体で光がどのように回り込むかを考える。代表的な手法にラジオシティ法やフォトンマッピング法がある。計算量は増えるが、現実に近い明るさや色の回り込みを表現できる。

建築パース、映画、静止画レンダリングなど、写実性を重視する制作で重要である。直接光だけでは暗く不自然になりやすい室内も、大域照明を使うと自然な明るさになる。

リアルタイムゲームでは完全な大域照明計算は重いため、ライトマップ、事前計算GI、スクリーンスペース処理などで近似することが多い。近年のゲームエンジンではリアルタイムGIも重要な技術になっている。

白い壁に赤い床の色が少し映り込む、窓から入った光が天井や壁に回り込む、といった現象は大域照明の代表例である。

直接光だけでなく間接光を扱う点を押さえる。ラジオシティ法は面同士の相互反射、フォトンマッピング法は光の粒子を追跡する手法として区別する。