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シェーディング モデル

シェーディング モデルは、差し込むライティングをマテリアルが反射する方法を制御します。言い換えれば、マテリアルを構成する入力データを最終イメージの作成にどのように使用するかをコントロールします。

LightingModelProperties.png

アンリアル・エンジン 4 には、以下の 6 つのシェーディング モデルがあります。Default Lit (ライティング有り)、Unlit (ライティング無し)、Subsurface、Preintegrated Skin、Clear Coat、および Subsurface Profile です。ひとつめの Default Lit はほとんどのサーフェスで使用します。 一方、残りの 5 つは特殊ケースのシェーディング モデルであり、特定タイプのオブジェクトやサーフェスでよりリアルな結果を得るためのものです。

以下の例は全て Blend モードを Opaque に設定したマテリアルを使用しています。

Default Lit

Default Lit は名前が示唆する通りデフォルト設定のシェーディング モデルで、おそらくユーザーが最も使用するモードです。 このシェーディング モデルは直接または間接のライティングの使用のみならず、反射にスペキュラリティ (鏡面反射) を利用します。

DefaultLitObjects.png

Default Lit シェーディング モデル使用時は以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Metallic (メタリック)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)

Unlit (ライティング無し)

Unlit シェーディング モデルはカラーのエミッシブ (発光色) のみを出力します。火や照明オブジェクトなどの特別効果に最適です。このマテリアルの例は、シーンにライトをキャストして いない ことに注目してください。高いエミッシブ値がグロー効果を生み出しています。カメラに適用された汚れマスクも取り入れています。照らしているように 見えます が、このオブジェクトにキャストされるライティングやシャドウはありません。

UnlitExample.png

Unlit シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

Subsurface

Subsurface シェーディング モデルはサブサーフェス スキャタリングの効果をシミュレーションします。これは現実世界に起こる現象で、ライティングは表面を貫通した後に表面のあらゆる場所でディフューズします。氷、ろうそく、皮膚などのオブジェクトに良く見られます。 Subsurface モデル (下記で説明する Preintegrated Skin モデルも同様) は Subsurface Color 入力に依存します。これはオブジェクトの表面下に存在する重要なカラーと考えてください。ライトが表面から散乱する時にこのカラーが見えます。人間の皮膚は、濃い赤色を使用することによってしばしば良い結果が得られます。下記の Ice Elemental では、透過深度の感覚を得るために表面に濃い青緑色 (ライティングに基づいたさまざまな計算と共に) を使用しています。

Subsurface シェーディング モデルに関する詳細は、Subsurface シェーディング モデル ドキュメント を参照してください。

IceElemental.png

Subsurface シェーディング モデル使用時は、以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Metallic (メタリック)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Opacity (オパシティ)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Subsurface Color (サブサーフェス カラー)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)

Preintegrated Skin

Preintegrated Skin シェーディング モデルはサブサーフェス モデルと良く似た性質をもっていますが、人間のキャラクターの皮膚を低いパフォーマンス負荷でレンダリングすることを対象にしています。物理的に完ぺきではありませんが、 このシェーディング モデルはサブサーフェス手法よりもレンダリングの負荷が若干低くなり、多くの場合、キャラクターに洗練された効果をもたらします。以下の例は、キャラクターの皮膚に Preintegrated Skin シェーディング モデルが設定されています。

InfiltratorPreintegrated.png

Preintegrated Skin シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Metallic (メタリック)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Opacity (オパシティ)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Subsurface Color (サブサーフェス カラー)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)

Clear Coat

Clear Coat シェーディング モデルは、スタンダードなマテリアルのサーフェス上に薄い半透明層のフィルムを持つマルチレイヤーのマテリアルをより適切にシミュレーションするために使用できます。 それ以外にも、金属、非金属のサーフェスで使用できます。実際、無色系の金属マテリアルの上に色がついた半透明の層を重ねるような表現に特化して設計されています。 例としては、金属の上にアクリルやラッカーのクリアコートが塗られていたり、色付きフィルムが被せられた飲料水の缶やクルマのペイントがあります。

Monte Carlo Reference

UE4

(注:画像のキラキラはクリアコートの機能ではなく、単純にマテリアルエディターで作ったベース素材です)

Dual-Normal Clear Coat

クリアコート レイヤーの下のサーフェイスに 2 つ目の法線マップを追加するオプションがクリアコート シェーディング モデルに追加されました。このオプションを使うと、クリアコート レイヤーとは異なるジオメトリ サーフェイスを持つカーボン ファイバーなどの複雑なマテリアルも正確にモデル化ができるようになります。

Dual_Clear_Coat_Old Dual_Clear_Coat_New (Dual_Clear_Coat_Photo
以前の UE4 クリアコート 新しい UE4 のクリアコートにボトム法線を使用 実際の写真

Clear Coat シェーディング モデルまたは クリアコートに Dual Normals シェーディング モデルを使用する場合は、以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Metallic (メタリック)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Opacity (オパシティ)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)

  • Clear Coat (クリアコート)

  • Clear Coat Roughness (クリアコート ラフネス)

Subsurface Profile

Subsurface プロファイル シェーディング モデル は Subsurface モデルとPreintegrated Skin シェーディング モデルに非常に似ています。 しかし、よりハイエンドな皮膚のレンダリングを対象にしています。皮膚をシミュレーションしようとする場合、特に人間の皮膚の場合、これは最適なシェーディングモデルです。

Standard Shading

Subsurface Profile Shading

Subsurface Profile モデル使用時は、以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Opacity (オパシティ)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)

Two Sided Foliage

Two Sided Foliage シェーディング モデルは、照らされた時のフォリッジをより自然で均一に見せるために実装されました。 Default lit シェーディング モデルをフォリッジに使用すると、フォリッジ部分はほぼ黒に見えます。 また、フォリッジをより本物らしく見せるために重要な光の透過もシミュレーションしません。 Two Sided Foliage シェーディング モデルは、光がフォリッジを透過している幻想を与えやすくする非常に薄いオブジェクトを構成するサブサーフェス スキャタリング ライティング モデルを使うことで、これらの問題を解決します。 さらに、フォリッジの暗い部分を取り除いて、フォリッジが光に対してより均一に見えるようにします。

Two Sided Foliage Enabled

Two Sided Foliage Disabled

Two Sided Foliage シェーディング モデル使用時は、以下の入力値にアクセスできます。

  • Base Color (基本色)

  • Specular (鏡面反射色)

  • Roughness (ラフネス)

  • Emissive Color (エミッシブ カラー)

  • Opacity (オパシティ)

  • Normal (法線)

  • World Position Offset (ワールド ポジション オフセット)

  • Subsurface Color (サブサーフェス カラー)

  • Ambient Occlusion (アンビエント オクルージョン)