POV-Ray 入門その 8 - Sato lab

情報メディア導入ユニット(11 月 21 日分配付資料)
金曜日 3 限分
POV-Ray 入門その 8
情報メディア学科佐藤尚
1. この演習で体験すること
今回は光源の扱いを中心に扱います。今まで、光源としては点光源と呼ばれる 1 点で光っている光
源だけを扱ってきました。 POV-Ray では、点光源以外にも、スポットライトや擬似的な面光源な
どを扱うことができます。光源を工夫することで、よりよい画像を作り出すことが出来るように
なります。光源に関しては、テキスト 7 章「照明器具をつくろう」に詳しく書かれています。興味
のある人は、読んでみてください。CG や映像作品を作るためには、光源の知識はとても大切です。
2. 今回使用する教材
教科書(POV-Rayによる3次元CG制作)とこのプリント。
なお、このプリントは、http://www.sato-lab.jp/ml2/08.pdfからダウンロードすることが出来ます。
3. 演習課題 8-1（テクスチャマッピング）
i.
ペイントなどのアプリケーションを利用して、物体に貼り付ける模様（テクスチャ）を自分で描いて
下さい。作成したテクスチャ画像をキャリアポートフォリオ上にアップロードして下さい。なお、描
いた画像を保存する際には、jpeg 形式で保存して下さい。また、画像は正方形になっていることが
望ましいです。縦横の長さが異なると、ii の課題で画像を貼り付けた際にゆがんでしまいます。
ii.
i で作成した画像をテクスチャとして立方体に貼り付けて、下のような画像を作って下さい。レンダ
リング結果の画像をキャリアポートフォリオ上にアップロードして下さい。また、
この課題に関連して、教科書 88 ページにミスがあります。} が抜けています。
誤
pigment{
image_map{
ファイルタイプ略
｝
正
pigment{
image_map{
ファイルタイプ略
｝
}
1
テクスチャ画像の例
レンダリング画像例
4. 演習課題 8-2（スポットライト）
i. スポットライトは円錐状に光を照らす光源です。光はその円錐状形状の中心付近で最も明る
くなり、端にいくほど減衰して暗くなります。下にスポットライトの使用例を示します。数
値を変更して、どのように照らされるのかを観察してください。
ii. スポットライトの例題シーンファイルの光源の設定を変更して、このプリントの最後にある
図のような画像を作ってください。レンダリング結果の画像をキャリアポートフォリオ上に
アップロードして下さい。
spotlight の使用例
シーンファイル
#include "colors.inc"
#include "shapes.inc"
camera{
location <0,10,-10>
look_at <0,0,0>
angle 30
}
light_source{
<0,4,0>
color White
spotlight
point_at <0, 0, 0>
radius 30
falloff 45
}
画像例
object{
Sphere
pigment{color Red}
translate <0,1,0>
}
object{
Plane_XZ
pigment{checker color
White,color Black}
}
spotlightの書式
light_source {
説明
spotlight
点光源の位置
光源を点光源とします。
color 色の指定
point_at 参照点
spotlight
光が指す点の指定をします。
[ point_at 参照点 ]
radius RADIUS
2
[ radius RADIUS ]
光が減衰しない角度の指定をします。RADIUS は 0∼90 度です。デフォ
[ falloff FALLOFF ]
ルト値は 30 です。
[ tightness TIGHTNESS ]
falloff FALLOFF
[ LIGHT_MODIFIERS ... ]
光が減衰し 0 となる角度の指定です。FALLOFF は 0∼90 度です。デフ
ォルト値は 45 です。
}
tightness TIGHTNESS
光の輪郭の鋭さの決めます。値を大きくすると明るい部分が狭くなり、
輪郭がぼやけます。TIGHTNESS は 1∼100 です。デフォルト値は 0 で
す。
5. 演習課題 8-3（面光源）
i. この部分では、面光源は大きさを持った光源であり、やわらかい影を作ることが出来ます。
しかし、面光源を扱うのは結構大変なので、POV-Ray で使われる面光源は擬似的な面光源とな
っています。すなわち、点光源を長方形状に並べて、面光源を擬似的に再現しています。配
置する点光源の数が多いほどレンダリング時間は増えますが、精度の高いものとなります。数
値を色々変更して、どのように画像が変化するかを観察してください。
arealight の使用例
シーンファイル
画像例
#include "colors.inc"
#include "shapes.inc"
camera{
location <0,10,-10>
look_at <0,0,0>
angle 30
}
light_source{
<0,5,0>
color White
area_light
<2, 0, 0>
<0, 2, 0>,
17,17
}
object{
Sphere
scale 2
pigment{color Red}
translate <0,1,0>
}
object{
Plane_XZ
pigment{checker color White,color Black}
}
arealightの書式
説明
area_light
light_source {
3
光源の位置
光源を擬似的な面光源とします。
color 色
<AXIS1>, <AXIS2>
area_light <AXIS1>, <AXIS2>, SIZE1,
光源面となる長方形の対角の座標を指定します。
SIZE1, SIZE2
SIZE2
光源面に配列する点光源の縦と横の数を指定しま
}
す。値を大きくすると影が滑らかになりますが、レ
ンダリングは遅くなります。どちらかを 1 にすると
線光源として扱われます。
arealight はもう少し色々なオプションがありますが、今回は基本的なものだけに限りました。詳
しく知りたい場合には、「POV-Ray3.5 利用参考マニュアル」を見てください。
ii. 面光源(arealight)の例題シーンファイルの光源の設定を変更
して、右図のような画像を作ってください。なお、球体の色は緑
色に変えてあります。色や影の位置に注意して、解答してくださ
い。レンダリング結果の画像をキャリアポートフォリオ上にアッ
プロードして下さい。
6. 演習課題 8-4(超 2 次曲面)
i. 超 2 次曲面を利用すると、かどの丸いボックスや円柱を作ることができます。超 2 次曲面を
利用するためには、superellipsoid 命令を使用します。超 2 次曲面は CSG 演算の基本図形
として使用することが出来ます。 superellipsoid の書式は以下のようになっています。e や
n の値を変えることによって、物体形状が変化します。適当に値を変えながら、どのような
かたちに変わるか規則性を探って見てください。
superellipsoid 命令
superellipsoid の書式
superellipsoid の使用例
superellipsoid{<0.25,3.0>
pigment{
checker White*1.2,color Red
scale 2.5
}
finish{phong 1}
scale 0.5
translate <-1.2,0,0.5>
}
superellipsoid {
<e, n>
[変形の指定]
}
画像例
シーンファイル
4
#include "colors.inc"
#include "shapes.inc"
#include "skies.inc"
camera{
location <4,4,-8>
look_at <0,0,0>
angle 25
}
light_source{ <-10,10,-10> color White}
light_source{ <10,10,-10> color White}
superellipsoid{<0.25,3.0>
pigment{checker White*1.2,
color rgb<0.9,0.6,0.2> scale 2.5}
finish{phong 1}
scale 0.5 translate <-1.2,0,0.5>
}
superellipsoid{<0.25,0.25>
pigment{checker White*1.2,
color rgb<0.8,0.8,0.2>*1.5 scale 2.5}
finish{phong 1}
scale 0.5 translate <0,0,0.5>
}
superellipsoid{<3.0,0.25>
pigment{checker White*1.2,
color rgb<0.3,0.3,0.8> scale 2.5}
finish{phong 1}
scale 0.5 translate <1.2,0,0.5>
}
ii. superellipsoid 命令の中の、e と n の値を
うまく定め、右のような画像（丸みを帯
びた円柱）を作ってください。レンダリ
ング結果の画像をキャリアポートフォリ
オ上にアップロードして下さい。
5
演習問題 8-2 用の画像
6

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