四角形ライト
ポータル ライトは、室内を照らすためのより効率的な方法です(skydome_light ライトとの組み合わせ)。
窓から差し込む 4 つの quad_lights (primary_visibility のみを有効にして白の sky シェーダ -> Environment バックグラウンド の順に選択)
室内を照らす一般的な方法は、窓の外から室内に差し込むように area ライトを配置することです。ライトのサイズと位置には注意する必要があります。ライトが窓のフレームに近すぎると、窓の周辺は漂白したようになります(次の_トーン マッピング_を参照)。 すべてのサンプル画像のライト サンプルの値には 3 が指定されています。
また、distant_light と四角形エリア ライトを組み合わせると、skydome_light と同じような見た目にすることができます。
- 4 つの area ライトを作成し、左下の図に示すとおりに窓の外側に配置します。シーン内の 4 つの area ライトに使用した設定は次のとおりです。exposure を 18 に増やし、light_shape を quad に設定し、最後のシーンのレンダリングのために samples を 3 に増やしています。
4 つのエリア ライト(形状は「quad」 に設定)
ガラスを含む窓の場合、Arnold がガラスの透過を処理する必要がなくなるように、area ライトをガラスの前に配置する必要があります。 ただし、窓の形状が通常と異なる場合は、窓全体が quad_light で覆われるように、窓の真後ろにライトを配置すると簡単です。
間接拡散反射光のレイ深度
現実のライトは、屋外シーンよりも室内シーンではるかにたくさんバウンスします。そのため、シーン内で二次バウンス ライトを発生させる場合は、この値を増やす必要があります。
次の図では、[レンダリング設定](Render Setup)ウィンドウで diffuse_ray_depth を増やした場合の効果を示します。レンダリングの時間は、バウンスの数に応じて一定の割合で長くなります。
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| diffuse_ray_depth: 1 | diffuse_ray_depth: 2 | diffuse_ray_depth: 3 |
サンプリング ノイズ
室内のレンダリングでは一般的にノイズが発生します。これは、ライトのサンプル数が少ない場合、または拡散反射光が足りない場合に発生します。
拡散反射光 を 0 に設定すると、ライト サンプルに取り組むことができます。下図では、部屋の隅にシャドウ ノイズをはっきりと確認できます。ライト サンプルを段階的に増やすと、レンダリング時間は短いまま、シャドウの品質を向上させることができます。ライトの samples を 3 に増やすと、シャドウ ノイズの量を十分に減らすことができます。
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| シャドウ ノイズと拡散反射光ノイズの両方(両者を見分けるのは困難です)。 | diffuse: 0 (無効)。ライト ノイズを識別しやすくなります。 | area ライト サンプルを 3 に増やすとノイズが解消します |
Diffuse のサンプル数
ライト サンプルを調整したら、拡散反射光のノイズに集中することができます。この場合、拡散反射光のサンプルを 5 に増やすとクリアになります。
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| diffuse_samples: 1 | diffuse_samples: 5 |
エリア ライト サンプル
下図では、大きな 1 つのエリア ライト、2 つのエリア ライト、4 つのエリア ライトをレンダリングする場合の差を比較しています。
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| 1 つのエリア ライト | 2 つのエリア ライト | 4 つのエリア ライト |
それぞれのライトで Arnold は 9 つのレイをトレースしています(4 つのライトで合計 36)。または 1 つのライトで 9 つのレイのみをトレースしています。そのため、小さなライトを複数使用すると、大きな 1 つのライトを使用するよりもレンダリングに時間がかかります。ただし、ライト サンプルの数(この場合は 3)が同じでも、大きな 1 つのエリア ライトを使用すると多くのノイズが発生します。これは本棚の周囲でよりはっきりと表れています。
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| 4 つのエリア ライト | 1 つのエリア ライト(シャドウにさらにノイズが現れます)。 |
Light Decay フィルタ
Near Attenuation
窓の周辺は非常に明るく、漂白したようになります。これを修正するにはトーン マッピングを使用します(下図を参照)。それ以外の方法には Light Decay フィルタの使用があります。
- 1 つの light_decay フィルタを 4 つすべての area ライトに接続します。このフィルタでは、use_near_attenuation アトリビュートを使用してライトの減衰を制御できます。下図では、near_start が 40 に、near_end が 200 に設定されています。light_decay フィルタが設定されていないレンダリングと比較すると、ライト近くの床面の白とびがはるかに少ないことがわかります(効果を簡単に確認できるように diffuse が 0 に設定されています)。
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| light_decay フィルタなし(窓の周囲の領域が漂白されます) | light_decay フィルタを使用してライト フォールオフが改良されました |
Far Attenuation
「Far Attenuation」アトリビュートは通常の減衰のように機能しますが、開始距離と終了距離を指定できます。このため、「終了」距離を設定すると、部屋に差し込むライトの量を細かく制御できます。 次のシンプルな室内のシーンでは、Light Decay フィルタの「Far End」アトリビュートを変更した際の効果を示してます。床の鏡面反射に影響します。
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| far_end: 0.05 | far_end: 1 | far_end: 2 |
トーン マッピング
窓周辺の漂白したようなエリアを修正するには、ポスト プロセッシング ソフトウェアを使用して「トーン マッピング」することが簡単です。
- 32 ビット EXR ファイルとしてシーンをレンダリングします。このため、後処理できるトーン範囲が十分に確保されます。
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| トーン マッピング前(窓の周囲の領域が漂白されます) | トーン マッピング後 |
HDRI を使用したエリア ライト
ここではより自然な色合いのライトを部屋に追加します。このためには HDRI とエリア ライトの組み合わせます。
- HDRI を area ライトの color パラメータに接続します。
ライトの強度が通常の範囲内に収まるまで下げると、HDRI の効果を十分に確認できます。ただし、テクスチャ マップがライトにマッピングされている場合、確認は難しくなります。効果をよりわかりやすく表示するには、反射しやすい球を作成し、窓の前に配置します。これで球に反射する HDRI を確認できます。
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| すべての窓に合わせてスケーリングされた単一の area ライト | area ライトに接続された HDRI に照らされた部屋 |
- 球を作成して standard_surface シェーダを割り当てます。base_weight を 0 に下げ、specular_weight を 1 に上げ、specular_roughness を 0 に下げます。シーン内の球をレンダリングします。右下の図では球に反射する HDR を確認できます。
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| 窓の前に配置された反射球 | エリア ライトにマッピングされた HDRI の反射が球に表示されています |