ファイナル ギャザーは、ある特定の点のグローバル イルミネーションを概算によって求めるテクニックです。その特定の点の上にある半球上の方向数をサンプリングするか(このような一連のサンプルをファイナル ギャザー ポイントと呼びます)、照射された点ごとにファイナル ギャザー ポイントを計算すると計算量が膨大になる場合には、近接するいくつかのファイナル ギャザー ポイントの値を平均化します。前者の場合、この半球の方向はその点がある三角形のサーフェス法線によって決まります。
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注: [グローバル イルミネーション](Global Illumination)パネルは、mental ray レンダラーがアクティブなレンダラーの場合にのみ表示されます。
通常、拡散反射のあるシーンでは、ファイナル ギャザーによって、グローバル イルミネーション ソリューションの品質が向上します。ファイナル ギャザーを使用しない場合、拡散反射サーフェスのグローバル イルミネーションは、その点付近のフォトン密度 (およびエネルギー) を予測することで計算されます。ファイナル ギャザーを使用すると、その点の上の半球をサンプリングするために多くの新しい光線が送出され、入射光が決まります。これらの光線の一部は拡散反射サーフェスに当たり、次に、これらの点のマテリアル シェーダにより、使用可能な場合はフォトン マップからの光、およびその他のマテリアル プロパティからの光を使用して、これらの点のグローバル イルミネーションが計算されます。その他の光線は鏡面反射サーフェスに当たり、ファイナル ギャザーのカラーには影響しません(このタイプの光の搬送は 2 次的なコースティックスであるため)。多数の光線を(それぞれをフォトン マップのルックアップで)トレースすると非常に時間がかかります。このため、これは必要時にしか行いません。ほとんどの場合、近くのファイナル ギャザーからの補間および補外で十分です。
フォトン トレーシングを使用せずにファイナル ギャザーを使用することも可能で、設定に不慣れなユーザが間接照明を行う場合にはむしろその方法をお勧めします。既定値では間接光の一度目の跳ね返りのみが考慮されますが、バウンスの数を 3 から 7 までの間に増加して密度および光線数の値を高くすると、物理的に正確な結果を得ることができます。
ファイナル ギャザーのみを使用してレンダリングした、日光のみで照らされた室内シーン
ファイナル ギャザーは、純粋な拡散反射シーンなど、間接光での変動が低速なシーンで役に立ちます。このようなシーンでは、ファイナル ギャザーによって、低周波ノイズや角の暗さといったフォトン マップのアーティファクトが除去されます。ファイナル ギャザーを使用すると、フォトン マップで必要とされるフォトンが少なくなります。また、各ファイナル ギャザーによって多数の間接光の値が平均化されるため、より低い精度で十分です。
映画制作では、コースティックスを除き、ファイナル ギャザーがフォトン マッピングを徐々に置き換えてきています。複数回のバウンス効果(フォトンでは既定値で実行され、シェーダがトレース深度を調整する場合にのみファイナル ギャザーによって実行される効果)では、既定値でファイナル ギャザーがサポートする初回のバウンスよりも、最終的なイメージに及ぼす影響がずっと小さくなる傾向があります。物理的な正確さは失われますが、映画制作にはこれで十分であることが多く、またファイナル ギャザーは遠方の光源から放射されるフォトンよりも制御が容易です。ただし、正確な屋内シーンの照明シミュレーションや、他のCAD関連の用途では、フォトン マッピングを使用すべきです。
手順
アニメーションのレンダリングでファイナル ギャザーを使用するその他の手順については、ここを参照してください。
ファイナル ギャザーの光源として環境マップを使用するには:
- シーンにスカイライトを追加します。
- 次のいずれかを実行します。
- [スカイライト パラメータ](Skylight Parameters)ロールアウトで、[スカイ カラー](Sky Color)(既定値)が選択されていることを確認し、マップ ボタン([None])をクリックして[マテリアル/マップ ブラウザ](Material/Map Browser)ダイアログ ボックスを開き、マップを選択します。
- [スカイライト パラメータ](Skylight Parameters)ロールアウトで、[シーン環境を使用](Use Scene Environment)を選択します。[環境](Environment)パネルのコントロールを使用して、環境マップを割り当てます。
この後、ファイナル ギャザーを有効にしてレンダリングすると、ファイナル ギャザーの照明の計算に、スカイライト マップが考慮されます。
ファイナル ギャザーの派生元となる照明は、もちろん実際の光源として提供することもできますが、自己照明のマテリアルが割り当てられたオブジェクトや環境マップによって提供することもできます。後者の場合、以下の手順に従います。
インタフェース
[基本](Basic)領域
- ファイナル ギャザーを有効
- このチェック ボックスにチェックマークが付いている場合、mental ray レンダラーはファイナル ギャザーを使用して、グローバル イルミネーションを作成したり、その品質を改善したりします。既定値ではチェックマークが付いています。
[レンダリング フレーム ウィンドウ](Render Frame Window)の下部パネルにある[ファイナル ギャザー精度](Final Gather Precision)スライダを一番左にすると、[ファイナル ギャザーを有効](Enable Final Gather)がオフになります。
ヒント: ファイナル ギャザーを使用しないと、グローバル イルミネーションは斑状に表示されますが、ファイナル ギャザーを指定するとレンダリング時間が長くなります。[ファイナル ギャザーを有効](Enable Final Gather)をオフにしてシーンをプレビューし、最終レンダリングの場合にはチェックマークを付けます(グローバル イルミネーションの計算に使用されるフォトン数を増やすと、グローバル イルミネーションが向上する)。 - [強度](Multiplier)/[カラー見本](color swatch)
- これらの設定を調整して、ファイナル ギャザーによって累積された間接光の強度とカラーを制御します。既定値は 1.0 /白で、この場合、物理的に正しいレンダリングが生成されます。
これらの設定は、ファイナル ギャザー効果の影響を調整することにより、イメージの品質を向上するのに便利です。
- [FG 精度 プリセット](FG Precision Presets)スライダ
- ファイナル ギャザー用の手軽で簡単な設定です。既定値のプリセットは[ドラフト](Draft)、[低](Low)、[中](Medium)、[高](High)、[最高](Very High)、[カスタム](Custom)です(既定値では[カスタム](Custom)に設定されます)。[ファイナル ギャザーを有効](Enable Final Gather)にチェックマークが付いている場合のみ使用できます。
プリセットは、以下の設定に影響します。
- [初期 FG ポイント密度](Initial FG Point Density)
- [各 FG ポイントごとの光線数](Rays per FG Point)
- [FG ポイント数上の補間]
プリセット設定は、テキスト ファイル mentalray_fg_presets.ini で定義されます(フォルダ C:\Users\<ユーザ ID>\AppData\Local\Autodesk\3ds Max\2016 - 64bit\ENU\en-US\plugcfg に配置)。 このファイルを編集すれば、既存のプリセットを修正したり、新しいプリセットを追加したりできます。
このコントロールは、[レンダリング フレーム ウィンドウ](Rendered Frame Window)の[ファイナル ギャザー精度](Final Gather Precision)と同じです。 - ドロップダウン リスト
- 静止カメラまたは移動カメラを使用したアニメーションをレンダリングした結果として(特にシーン内に移動する光源や移動するオブジェクトが含まれている場合に)発生するファイナル ギャザーの「フリッカー」を回避または最小化する方法を選択します。
- [カメラ位置から FG ポイントを投影 (静止画に最適)](Project FG Points From Camera Position)単一のビューポートからファイナル ギャザー ポイントを分散させます。アニメーションのレンダリングに使用するカメラが移動しない場合には、この方法を使用すると、レンダリング時間を節約することができます。
- [カメラ パスに沿った位置からポイントを投影](Project Points from Positions Along Camera Path)ファイナル ギャザー ポイントを複数のビューポートに分散します。アニメーションのレンダリングに使用するカメラが移動する場合、特に、主にファイナル ギャザリングで照らされている領域でフリッカーが発生している場合にこの設定を使用します。この方法では、レンダリング時間が若干長くなる場合があります。
また、この方法を使用する場合は[セグメント数でカメラ パスを分割](Divide Camera Path by Num)パラメータを適切な値に設定し、[初期 FG ポイント密度](Initial FG Point Density)の設定を増加します(以下を参照)。
注: この方法は、それほど移動速度の速くないカメラから撮影した比較的短いショットでもっとも効果を得ることができます。フレーム間で長距離を移動するカメラを使用しているアニメーション (大規模なスタジアムの 30 フレームのドリー ショットなど) をレンダリングする場合は、[ファイナル ギャザー マップ](Final Gather Map)機能を単独で使用して各フレームのマップを生成するか、[カメラパスに沿った位置から ...](Project Points ...)と組み合わせると、より良い結果を得ることができます。さまざまなシチュエーションでちらつきのないアニメーションを作成する手順については、このセクションを参照してください。
注: この方法を使用する場合は、各アニメーション フレームをレンダリングする前に、[レンダリング フレーム ウィンドウ](Rendered Frame Window)にすべてのセグメントのファイナルギャザリングの事前計算が表示されます。
- [セグメント数でカメラ パスを分割]
- [カメラ パスに沿った位置からポイントを投影](Project Points from Positions Along Camera Path)オプション(上記を参照)を使用する場合は、カメラ パスを何個のセグメントに分割したいかをドロップダウン リストから選択します。
使用可能な値は、1 から 10 までの数の 2 乗です。最適な値は試行錯誤を重ねて見つけ出す必要がありますが、大まかに言うと、セグメント数は少なくとも 15 フレームまたは 30 フレームにつき 1 つ程度が適切な場合がほとんどです。
また、この設定を大きくする場合は、[初期 FG ポイント密度](Initial FG Point Density)をより高く設定してください。最適な設定はシーンの内容や照明などに大きく左右されるため、この場合もいろいろと試してみる必要があります。低い値から開始して、良い結果が得られるまで値を大きくしていきましょう。
- 初期 FG ポイント密度
- ファイナル ギャザー ポイントの密度の係数。この値を増やすと、イメージ内のファイナル ギャザー ポイントの密度(つまり数量)が増します。その結果、ポイントの間隔が狭くなり、ポイント数が増えます。このパラメータは、たとえば近接エッジまたはコーナーなどの、ジオメトリの問題を解決するのに役立ちます。既定値は 1.0 です。 ヒント: 最終的なレンダリングの設定を調整するときは、ファイナル ギャザー ポイントを表示すると便利です。これには、[診断](Diagnostics)をオンにし、[ファイナル ギャザー](Final Gather)オプションを選択します。
- 各 FG ポイントごとの光線数
- ファイナル ギャザーの間接光の計算に使用されるレイ数を設定します。この値を増やすとグローバル イルミネーションのノイズが減りますが、レンダリング時間は長くなります。既定値は 250 です。
- [FG ポイント数上の補間]
- イメージ サンプルで使用されるファイナル ギャザー ポイントの数を制御します。ノイズの問題を解決し、よりスムーズな結果とするのに役立ちます。
mental ray はファイナル ギャザー ポイントごとに、最も近い N 個のファイナル ギャザー ポイント上の間接光の値を補間(平均化)します。N はこのパラメータの値で指定された値で、もう1つの方法のように指定した半径内にあるポイントではありません。値を増やすと、結果はより滑らかになりますが、必要な計算量も増えるためレンダリング時間も長くなります(ただし、予想ほどではありません)。
この設定は、[半径の補間法を使用(FG ポイント数に代用)](Use Radius Interpolation Method)が有効になっている場合は使用できません。
- 拡散反射光バウンス
- mental ray が各拡散反射光線に対して、拡散反射光のバウンド数を計算する回数を設定します。既定値は 0 です。
[最大反射](Maximum Reflections)や[最大屈折](Maximum Refractions)と同じように、この値は[反射回数](Max Depth)の制限に従います。[拡散反射光バウンス](Diffuse Bounces)に[反射回数](Max Depth)より大きい値を設定した場合、MI 出力ファイル内の[反射回数](Max Depth)の設定値が、[拡散反射光バウンス](Diffuse Bounces)の設定値より自動的に大きくなります。ただし、3ds Max インタフェースではこのような変化は起こりません。
このコントロールは、レンダリング フレーム ウィンドウの[FG バウンス](FG Bounces)と同じです。
注: [グローバル イルミネーション](Global Illumination)がオンの場合、この設定を変更しても結果に影響しません。 - 重み
- ファイナル ギャザー ソリューションへの拡散反射光バウンスの相対的な影響を制御します。値の範囲は 0.0 (拡散反射光を使用しない)から 1.0 (完全な拡散反射光を使用する)までです。既定値は 1.0 です。
[拡張機能](Advanced)領域
- [ノイズ フィルタリング (斑点除去)](Noise Filtering (Speckle Reduction))ドロップダウン リスト
- 同じ点から発せられる隣接するファイナル ギャザー光線を使用した、中間フィルタを適用します。このパラメータの値は、ドロップダウン リストから選択できます。選択肢は、[なし](None)、[標準](Standard)、[高](High)、[最高](Very High)、[非常に高い](Extremely High)です。既定値は[標準](Standard)です。
[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)の値を上げた場合の実際の効果として、シーンへの照明が滑らかになりますが、レンダリング時間は長くなります。[フィルタ](filtering)の値を上げると、照明が多少暗くなることもあります。
[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)は、その他の多くに比べて非常に明るい、散在する光線を除去することにより機能します。たとえば、光線のほとんどが、互いの明るさの10%以内であるのに、一部だけが他よりも50%明るいという状況で[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)を使用すると、ファイナル ギャザー ソリューションの計算で、後者の光線が無視されます。
この結果、光の少ないシーンで[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)を[なし](None)に設定すると、全体的な照明を大きく増やすことができます。以下のレンダリング イメージは、窓から入ってくるスカイライトでのみ照らされた屋内シーンですが、[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)は[標準](Standard)([拡散反射光バウンス](Diffuse Bounces)は 1)に設定されており、非常に暗いシーンになっています。
[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering) = [標準](Standard)
次の図は、同じシーンを[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)を[なし](None)にしてレンダリングしたもので、ずっと明るくなっています。ただし、光が不均一であることに注目してください。
[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering) = [なし](None)
このようなケースでは、[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering)を[標準](Standard)に設定し、窓の開口部に Sky ポータルを使用すると、少しレンダリング時間は長くなりますが、次の図のようにより優れた結果になります。
[ノイズ フィルタリング](Noise Filtering) = [標準](Standard) + Sky ポータル
上の図は、Sky ポータルライトによってできたイスや机の脚のリアルな影によって、さらによい結果が得られました。
- ドラフト モード (事前計算なし)
- このチェック ボックスにチェクマークをつけると、ファイナル ギャザリングで事前計算フェーズがスキップします。最終的にレンダリングにアーティファクトが発生しますが、レンダリングはより迅速に開始するため、一連のトライアル レンダリングを実行する場合は便利です。既定値ではチェックマークが付いていません。
[トレース深度](Trace Depth)領域
[トレース深度](Trace Depth)のコントロールは、反射および屈折の計算に使用されるコントロールに似ていますが、拡散反射および屈折で使用される光線ではなく、ファイナル ギャザリングで使用される光線を参照します。
- [最大深度]
- 反射と屈折の組み合わせを制限します。光線の反射と屈折は、両方の合計数が[最大深度](Maximum Depth)設定に等しくなると停止します。たとえば、[最大深度](Maximum Depth)が 3、トレース深度が 2 の場合、レイの反射を 2 回、屈折を 1 回、またはその逆を行うことができますが、反射と屈折を 4 回行うことはできません。既定値は 2 です。
- [最大反射]
- レイが反射される回数を設定します。0 (ゼロ)では、反射効果はありません。1 ではレイは 1 回限り反射されます。2 ではレイは 2 回反射されます。既定値は 5 です。
- [最大屈折]
- レイが屈折される回数を設定します。0 (ゼロ)では、屈折効果はありません。1 ではレイは 1 回限り屈折されます。2 ではレイは 2 回屈折されます。既定値は 5 です。
- フォールオフを使用(レイ距離を制限)
- このチェック ボックスにチェックマークが付いている場合、環境カラーを使用する前に、[開始](Start)値および[終了](Stop)値を使用して再収集に使用する光線の長さを制限します。特にジオメトリで完全に囲まれたシーンの場合に再収集時間が短縮します。既定値ではチェックマークが付いていません。
- [開始](Start) レイが開始する距離を 3ds Max 単位で指定します。この値を使用して、光源に非常に近いジオメトリを除外することができます。既定値は 0.0 です。
- [終了](Stop) レイの最大長を 3ds Max 単位で指定します。サーフェスにぶつからずにレイがこの制限に達した場合、環境を使用してシェーディングします。既定値は 0.0 です。
[FG ポイント補間](FG Point Interpolation)領域
これらの設定では、ファイナル ギャザー ポイント補間の従来の方法を使用できます。
- 半径の補間
- オンにすると、この領域内の他のコントロールが使用可能になります。また、[FG ポイント数上の補間](Interpolate Over Num. FG Points)が使用できなくなり、その設定がこの領域内のコントロールによって上書きされることが示されます。
- 半径
- このチェック ボックスにチェックマークが付いている場合、ファイナル ギャザリングが適用される最大半径を設定します。この値を下げるとレンダリングの処理時間は長くなりますが、品質が改善されます。[ピクセル内の半径](Radii In Pixels)にチェックマークが付いていない場合、半径はワールド単位で指定され、既定値はシーンの最大円周の 10 パーセントです。[ピクセル内の半径](Radii In Pixels)にチェックマークが付いている場合、既定値は 5.0 ピクセルです。
[ピクセル内の半径](Radii In Pixels)と[半径](Radius)の両方にチェックマークが付いていない場合、最大半径は既定値、つまりシーンの最大半径の 10 パーセントになり、単位はワールド単位です。
- ピクセル内の半径
- このチェック ボックスにチェックマークが付いている場合は、半径をピクセル単位で指定します。チェックマークが付いていない場合は、[半径](Radius)チェック ボックスの値によって半径の単位が決まります。既定値ではチェックマークが付いていません。
- [最小の半径]
- オンの場合、ファイナル ギャザリングが使用される最小半径を設定します。この値を下げるとレンダリングの処理時間が長くなりますが、レンダリング品質が改善されます。[半径](Radius)のチェックマークを付けなければ使用できません。既定値は 0.1 です。[ピクセル内の半径](Radii In Pixels)にチェックマークが付いている場合、既定値は 0.5 です。 ヒント: 一般に、[最小半径](Min)を小さくするより、ポイント密度を増やすことをお勧めします。ヒント: アニメーションのちらつきを最小限にするには、2つの半径値をできるだけ近くしておきます。