ボトルやガラスの表現

これも興味深いエントリーなので転載します。ガラスのボトル(この場合某有名清涼飲料水のボトルですが)のレンダリングに関してなのですがKeyShotの場合デフォルトのガラスマテリアルをアサインしてもそれなりの質感は出ます。が、CGはそこからのあと少し、もう一手間がリアリズムやクオリティを向上させることが多いのです。この場合はテクスチャーを使っているのですが以下がそのテクニックになります。

  • Photoshopでシアン色のテクスチャーを作ります。上から下に透明→シアンというグラディエーションがかかるようにします。
  • opacity=透明度のパラメータを30%ぐらいに設定、.png形式で(アルファチャンネルつき)で出力
  • ガラスマテリアルにラベルとして適用
  • マッピングタイプをcylindricalにしてラベル強度を2.5に設定

下の画像がそのテクスチャーになります。

モデルの色を弄るのではなくテクスチャを使うところがミソなのですが、元のフォーラムを見るとこれに加えてもう少し細かいテクニックを用いているようです。それに関して説明がありました。

ガラス=ボトルをもう少しリアルに見せるのに他の手法を用いています。ガラスの内側に波立つようなバンプマップを適用します。下のボトルを見てもわかるようにボトルに対して不均等にグラディエーションが掛かります。それらを生かしてハイライトや影も拡散させるようにします。KeyShot標準のwavy-bmps-normal.jpgを使ってスケールをあげます。

バンプのテクスチャーが下記になります。

単純にグラディエーションだけではなく他の要素(影やハイライト)も考慮して、という例です。面白いですね。

KeyShotでのテクスチャ設定

前回のエントリーではテクスチャーの作成方法について触れました。その続編というべきエントリーがありました。こちらでは実際にKeyShot内でのテクスチャの設定方法について説明を加えています。こちらも役に立ちそうなので転載します。テクスチャ周りはこの辺りの基本を理解できればOKです。また今回もGrabCADにあるUniversal Jointというモデルを使っています。以下拙訳となります。

KeyShotは基本的には3DCAD内でのアセンブリやその構造をそのまま保持します。例えば特定のフェースに特定のテクスチャを適用したい場合、その面に異なる色を予めお使いの3DCAD内で適用してください。

ステップ1:マテリアルの適用

マテリアルライブラリからドラッグ & ドロップでマテリアルを適用してください。自分が使うものに類似したものをライブラリから選択すると後の微調整が楽になります。この場合、Standard Steel=一般的な鉄を選択してパーツ全体に適用、色を調整します。


ステップ2:テクスチャの適用

テクスチャを適用したいパーツをダブルクリックしてテクスチャタブを選択します。メタルマテリアルにはカラーマップ、バンプマップ、透明マップの各選択項目があります。カラーマップをダブルクリックして作成した画像を選択します。バンプマップも同様に選択します。

 

ステップ3: マップの同期

次の作業に進む前に“同期”にチェックを入れます。スケーリング、移動を行った際に各マップ同時に適用されるの大変便利です。忘れずにチェックを入れてください。

ステップ4:マッピングタイプの選択

テクスチャをどのように適用するかの選択項目になります。KeyShot内には7種類のマッピング方法が用意されています。一番適当なものを通常選択します。以下その詳細です。

  • X平面 – テクスチャはX軸に沿って表示され他のどの軸に対しても拡がって/伸びて表示されます。
  • Y平面 – テクスチャはY軸に沿って表示され他のどの軸に対しても拡がって/伸びて表示されます。
  • Z平面 – テクスチャはZ軸に沿って表示され他のどの軸に対しても拡がって/伸びて表示されます。
  • ボックスマッピング – テクスチャはX、Y、Zどの軸に沿って表示され継ぎ目がある場合もそのまま表示されます。
  • UV座標 – テクスチャは平らな3Dジオメトリに沿って表示されます。通常モデリングツールなどでUVは作成されます。
  • 球体マッピング – 仮想の球体に沿って表示されます。
  • 円筒マッピング– 仮想の円筒に沿って表示されます。

通常はボックスマッピングを選択してください。

 

ステップ5:マッピングの調整

ここで、スケールや位置を望む状態になるよう調整します。色やライトなどの質感は後から調整します。この段階では余り気にしないでください。まず、デフォルトの環境を使用してマッピングを調整します。バンプの高さ、角度、スケールなどを微調整します。お好みのマッピングができたらカメラをロックしてください(カメラタブを選んでアンロックボタンをクリックします。ボタンがロックに変更されます。)

ステップ6:ライト、マテリアルの調整

テクスチャを適用してカメラを固定したらライトやマテリアルの質感を調整します。この辺りは個人的な好みに大きく依存しますが変更する前に各パラメータをメモしておくといいと思います。良い設定が出来上がったらファイルを保存して今度は別ファイルで当たりをつけるというのも賢い方法です。

下記が完成品です。こちらから.kspファイルもダウンロード頂けます。テクスチャ、マテリアル、HDRI全て付属しています。

おわりに

実際のモデルを見てみたのですがテクスチャが凝っていて金属の表面の傷などが非常にリアルに表現されています。上手いですねぇ。(この辺りバンプでやっています)。ここまでやるかどうかは必要としてとても参考になるのではないでしょうか。
あと一点、マッピングに関してですが、3DCADで作った工業製品、機械部品、コンセプトモデルなどでは大抵ボックスマッピングでうまくいきます。一方有機的な形状を持つものはUVを貼る必要があります。KeyShotの場合は.obj、.fbxが渡りますのでCGモデラーなどではこれらの形式で出力するとうまく行くようです。またモデラー側で貼ったテクスチャも渡ります。

KeyShotでのテクスチャ操作。バンプ、カラー、スペキュラー、オパシティマップの作成

本家のブログにテクスチャに関する記事があったのでこちらにも紹介します。当ブログではあまり触れていなかったように記憶してますがトレーニングなどでは質問の多い項目です。ご存じの通りCGはテクスチャの表現が上手だとぐんとリアリズムが増します。テクスチャの操作も(他のKeyShotのオペレーション同様)特に難しいことはありません。基本を理解すると色々と応用が効くと思います。以下拙訳です。

KeyShotには100以上のテクスチャーが付属しています。木材、金属、その他多くのマテリアルが揃っています。但し世の中全ての素材をカバーすることは到底不可能です。自分で作る場合どうするか、Photoshopを用いての手法を簡単に紹介します。

バンプ、カラー、スペキュラー、オパシティマップとは?

簡単にいうと以下のようになります。

バンプマップ – 白黒の画像を用いて高低を(つまり凸凹を)表現します。
カラーマップ – マテリアルの色を表現(つまり置き換え)ます。
スペキュラー(反射)マップ – 白黒の画像を用いてリフレクションの強い部分、弱い部分を表現します。
オパシティ(不透明)マップ – 白黒の画像を用いて透明の部分と不透明の部分を表現します。

各マップの作成方法

いろいろな方法がありますがここではPhotoshopを使って上記4つのテクスチャーを作成します。(Photoshopの基礎知識があるものと仮定します)

ステップ1:Photoshopでテクスチャーの作成

1200 x 1200ピクセルのイメージを作成します。新しいレイヤーを追加してブラシツールを選択します。任意のブラシ、テクスチャーに加える色を選択します。brusheezy.comにはその他色々なブラシがあります。ウインドウ>ブラシ>ブラシからも調整が可能です。今回は下記のようなイメージを作成しました。

ステップ2:カラーマップの作成。

ペイントされていない部分(白い部分)を透明にしたい場合、バックグラウンドレイヤーを隠して.PNGフォーマットで保存します。この場合、マテリアルのディフューズ色が(テクスチャーが透明な為)そのまま表示されます。下記のようになります。

 

ステップ3:スペキュラーマップの作成

色をつけたレイヤーをダブルクリックしてレイヤースタイルを表示します。カラーオーバーレイをを選択して黒を選択します。.PNG形式で保存します。ご存じのように.PNG形式は透明な部分を保持します(アルファチャンネルを持っているので)。黒い部分は0%のリフレクション、白いエリアは100%のリフレクションとなります。下記のようになります

 

ステップ4:バンプマップの作成

背景レイヤーを表示して保存します。黒い部分が低く、白い部分が高く表現されます。ブラーを追加すると(フィルター>ぼかし>ぼかし(ガウス))高低差がよりスムースに表現されます。下記のようになります。

 

ステップ5:オパシティマップの作成

レイヤー>画像を統合、を選択、イメージ>色調補正>階調の反転を選択。KeyShot内では透明マップのパラメータがいくつかあります。但し、基本的にはこの設定で黒いエリアは完全に透明、白いエリアは完全に不透明となります。つまりペイントした部分は目に見えるエリアとなります。下記のように表示されます。

 

通常、透明マップはメッシュやワイヤーのように(つまり穴が空いた部分があるマテリアル)を表現するのに用いられますが錆びたもの、壊れたパーツにも効果的です。カラーマップを使って色の追加やグラディエーション、木目、ペイント自体の表現も行えます。

このように全てのマップを一度に作成するとスケールや配置が同じですのでその部分の調整が要らず便利です。

下記のイメージは異なるディフューズカラー、ディフューズマップを使用したものです。

おわりに

KeyShotは3.1になってかなりテクスチャー周りの機能が充実してきました。HyperShotの最初のバージョンは確かテクスチャーが扱えなかった(と記憶しています)ので、それから考えると着実に進歩しているといえます。

バンプマップを使ったエンボスロゴの作成方法

本家のtipsのほうで取り上げられてましたので、ここでも簡単に学習しておきます。いろんな手法がありますがここではKeyShotのロゴを作成しています。

まずはPhotoshop側で下記のように設定します。

  • 通常バンプは黒白の画像を作成しますがここでは白と透明の下地を使用(ロゴの部分だけを浮き出させるようにです)
  • png形式で保存(アルファチャンネルを別個に作る必要が無いので)
  • 上記画像を作成後、KeyShot側で読み込む。

上の作業が終わったら今度はKeyShot側で下記のように設定します。

  • リピートを切って一カ所に表示
  • Keep aspect ratioのチェックをオフにして自分で任意に上下比を変更する。
  • ポジションをクリックして好きな場所に移動
  • 角度で上下逆さまのテクスチャーを回転
  • ロゴの部分は色を保持したままテクスチャーを作成。保存後KeyShotに適用。
  • syncにチェックを入れるとバンプマップと同期して設定が簡単に。
  • intensityを落として見かけを良くする

となります。
KeyShotの場合、この辺の操作非常に簡単です。一度ビデオをご覧いただければ(英語で恐縮ですが)すぐにできるようになります。

ちなみにバンプでマイナス値を入れると凹み部分として表現されます。
下記の画像のようになれば完成です。


サンプルファイルをこちらに置いておきました。試してみてください。