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UV展開方式(マッピング方式)について(その2)

Smart UV Project

Smart UV Projectは、機械などの人工物のメッシュの展開に向いています。 というのも、Smart UV Projectは、隣接する両面の角度の差が大きい辺に自動的にシームを入れてUV展開します。

機械のように複数の部品で構成されているものは、部品の境目の角度が急であることが多いためシームが入りやすいのです。 もちろん、利用者が入れたシームでも切り分けてくれます。

では、前の記事で作成したテスト用シーンを元に解説します。 画面上部のプルダウンメニューの"File" -> "Open"を実行してテスト用シーンのファイルを開きます。

まず、UV展開の情報をリセットします。 エディットモードで全選択し、キーボードのUを押します。

上図のように"UV Mapping"というタイトルのメニューが表示されますので、"Reset"を実行します。

では、UV展開しましょう。 キーボードのU押してください。

上図のように"UV Mapping"というタイトルのメニューが表示されますので、"Smart UV Project"を実行します。

上図のようにSmart UV Projectパネルがさらに表示されますので、[OK]ボタンを押します。

上図のようにUV展開されます。 スザンヌだとわかっているのでスザンヌに見えなくもないですが、知らなければ展開元が何なのかは理解できないUV展開図になりました。

原因は、自動シーム(角度による自動的なシーム入れ)が強く作用し過ぎたためです。 Angle Limitが初期値の 66 だったため、隣接面の角度が66度よりも鋭くなっている辺に自動的にシームが入れられました。

これでは分割され過ぎですので、もう少しAngle Limitを緩くしましょう。 Angle Limitには、1 から 89 までの角度を設定できますので、最大値の 89 を設定しましょう。

上図のようにAngle Limitを 89 に調整します。

上図のようにUV展開されます。 先ほどよりもわかりやすい展開図になりました。

UV展開後に調整可能な、他の設定項目の意味を以下に掲載します。

Lightmap Pack

Lightmap Packは、文字通りライトマップ用のUV展開方式です。 実際にUV展開してみるとわかるのですが、全ての面がバラバラに分解されて隙間なく詰め込まれます。 もちろん、人間が見てメッシュの面との対応が理解できる代物ではありません。

しかし、それでも問題はないのです。 そもそもライトマップというのは、人間が見てメッシュの面との対応を理解する必要はありません。

まずは、ライトマップが何かということから説明します。 ライトマップというのは、光源からの影響による陰影を持たせたテクスチャ画像です。 つまり、陰影付きのテクスチャ画像です。 主に、アニメーション3DCGや3Dゲームで利用されます。

通常、陰影計算というのはレンダリング時に行われます。 しかし、移動しない光源と、同じく移動しない物体の組み合わせであれば、陰影をリアルタイムで計算する必要はありません。 あらかじめ、光源からの影響による陰影を計算し、それをテクスチャに描き込んでおけば、レンダリング時に陰影計算をしなくて済みます。

もちろん、1度しかレンダリングしない静止画の3DCGの場合にはメリットはほとんどありません。 しかし、アニメーション3DCGや3Dゲームのように何度もレンダリングする場合は、処理の負荷を下げることができます。

ライトマップとは、そのような目的のために使用する『陰影つきテクスチャ画像』です。 なお、元のテクスチャ画像は利用者が用意しますが、陰影をつけるのはBlenderがやってくれます。 あらかじめ1度だけBlenderがレンダリングを行い、陰影計算の結果を新たなテクスチャ画像に描き込むのです。

では、実際にライトマップを利用してみましょう。

ここでも、作成済みのテスト用シーンを元に解説します。 画面上部のプルダウンメニューの"File" -> "Open"を実行してテスト用シーンのファイルを開きます。

まず、UV展開の情報をリセットします。 エディットモードで全選択し、キーボードのUを押します。

上図のように"UV Mapping"というタイトルのメニューが表示されますので、"Reset"を実行します。

続いて、UV展開します。 キーボードのUを押します。

上図のように"UV Mapping"というタイトルのメニューが表示されますので、"Lightmap Pack"を実行します。

上図のようにLightmap Packパネルがさらに表示されますので、[OK]ボタンを押します。

上図のようにUV展開されます。 見ての通り、全ての面がバラバラにされ詰め込まれています。

次に、スザンヌに何らかのテクスチャを貼り付けましょう。 レンガ風でも木目調でもいいですので、何か画像ファイルを用意してください。

まずは、画面レイアウトを "Default" に戻します。

上図のようにInfoウィンドウのヘッダ部で画面レイアウト選択リスト()に "Default" を選択します。

では、スザンヌに用意した画像ファイルをテクスチャとして貼り付けましょう。

上図のようにPropertiesウィンドウのテクスチャパネル切替ボタン()を押します。

次にテクスチャを選択し、テクスチャの種類を変更します。

上図のようにテクスチャの "Tex" を選択し、Typeに "Image or Movie" を選択します。

続いて、用意した画像ファイルをテクスチャとして読み込みます。

上図のようにImageパネルのイメージ選択リスト()のイメージ読み込みボタン()を押します。

上図のようにFile Browserウィンドウが表示されますので、用意したテクスチャ画像のファイルを選択して、[Open Image]ボタン()を押します。

ファイルが読み込まれると、File Browserウィンドウは自動的に閉じます。

では、いよいよライトマップを作成しましょう。 つまり、レンダリングし、陰影計算の結果をイメージに描き込みます。

具体的には、ベイクを行います。 『ベイク』とは『焼き込み処理』、つまり、陰影計算の結果をイメージに描き込む処理のことです。

では、ベイクを行いましょう。

上図のようにPropertiesウィンドウのレンダーパネル切替ボタン()を押します。

続けて、Bakeパネルからベイクを実行します。

上図のようにBakeパネルの[Bake]ボタンを押してベイクを開始します。

上図のようにInfoウィンドウのヘッダに進捗が表示されますので、終了するまで待ちます。

終了したら画面レイアウトを "UV Editing" に切り替えます。

上図のようにInfoウィンドウのヘッダ部で画面レイアウト選択リスト()に "UV Editing" を選択します。

上図のように用意したテクスチャ画像に陰影がつけられた結果がイメージに描き込まれています。 これは、Blenderによって陰影計算の結果が描き込まれたためです。

枠が邪魔ですので、枠を消しましょう。 3D Viewウィンドウの編集モードをオブジェクトモードに切り替えてください。

上図のようにライトマップが見やすくなりました。 陰影計算の結果が描かれているのがわかります。

最後に、作成したライトマップを使ってみましょう。

光源であるランプ(ポイントライト)を削除した状態で、このイメージをテクスチャとしてレンダリングしてみましょう。 光源が存在しないにも関わらずレンダリング結果に陰影がつけば、ライトマップの実験は成功です。

では、再び、画面レイアウトを "Default" に戻します。

上図のようにInfoウィンドウのヘッダ部で画面レイアウト選択リスト()に "Default" を選択します。

では、ライトマップをテクスチャとして貼り付けましょう。

上図のようにPropertiesウィンドウのテクスチャパネル切替ボタン()を押します。

まず、テクスチャを選択します。

上図のようにテクスチャの "Tex" を選択します。

続いて、テクスチャとライトマップ用のイメージを結びつけます。

上図のようにImageに "Untitled" を選択します。

次に、メッシュとテクスチャのマッピング方法を変更します。

上図のようにMappingパネルのCoordinatesに "UV" を、Mapに "UVMap" を選択します。

次に、ランプを削除します。

上図のようにポイントライトを削除します。

では、レンダリングしてみましょう。 キーボードのF12キーを押します。

上図のように真っ暗です。

理由は光源が無いからです。 テクスチャには陰影がついているのですが、光がないため見えないのです。

といって、光源を追加したのでは、テクスチャが陰影を持っているかどうかを確認できません。 そこで、スザンヌのメッシュを発光させてみましょう。

上図のようにスザンヌを選択します。

上図のようにPropertiesウィンドウのマテリアルパネル切替ボタン()を押します。

では、スザンヌを発光させてみましょう。

上図のようにShadingパネルのEmitに 0.5 を設定します。

では、再度レンダリングします。 キーボードのF12キーを押してください。

上図のように陰影がつきました。

最後に、ライトマップのテクスチャを無効にしてレンダリングしましょう。 ライトマップのテクスチャを無効にして陰影がなくなれば、テクスチャ自体に陰影が描かれていたことが確かめられます。

上図のようにPropertiesウィンドウのテクスチャパネル切替ボタン()を押します。

次にライトマップのテクスチャを無効にします。

上図のようにテクスチャの "Tex" の右にあるチェックボックスをオフにします。

では、レンダリングしましょう。 キーボードのF12キーを押します。

上図のように陰影がなくなります。 これで、陰影が描かれていたのはライトマップのおかげであることがわかりました。 ライトマップの実験は成功です。