ビューイングパイプライン

概要

ビューイングパイプラインは、3Dモデルを画面に表示するまでの一連の座標変換の流れである。モデリング変換、視野変換、投影変換、ビューポート変換が順につながる。CGでモデルが画面に表示されるまでを理解するための重要な流れである。

詳しい説明

3Dモデルは、最初から画面座標で作られているわけではない。個々のモデルはモデリング座標系で定義され、それをワールド座標系へ配置し、カメラから見た座標へ変換し、投影によって2D表示できる形にし、最後に画面上のビューポートへ割り当てる。この一連の変換がビューイングパイプラインである。ここで扱うのは主に位置や形の変換であり、表面の色や明るさを決める処理とは区別する。

CG制作との関係

CG制作では、モデル、カメラ、投影、最終画像の関係を理解する基礎になる。モデルを動かしたのか、カメラを動かしたのか、画角を変えたのかで画面の見え方が変わる理由を整理できる。

ゲーム開発との関係

ゲーム開発では、レンダリング処理の基本構造である。キャラクターや背景を画面に出すには、各頂点が複数の変換を通って最終的な画面位置に変換される。モデルが消える、位置がずれる、画面外に出るといった問題の切り分けにも関係する。

制作・実装での例

3Dゲームの描画では、ローカル座標の頂点をワールド、ビュー、プロジェクション、ビューポートの順に変換して画面に出す。名前はAPIによって異なるが、考え方は同じである。

検定対策ポイント

ビューイングパイプラインは、単独の変換ではなく、表示までの一連の流れである。特に、モデリング変換、視野変換、投影変換、ビューポート変換の順序と役割を説明できるようにしておく。