このシェーダは廃止が検討されており、将来のリリースで削除される予定です。代わりに standard_surface シェーダを使用してください。MtoA の Arnold メニューで、standard シェーダを standard_surface シェーダに変換する変換スクリプトが使用できます。


たくさんのコントロールがあるため、Ai Standard シェーダは複数のグループに分割されています。各グループの個々の設定については、以下のページで詳細に説明されています。 

 


Standard シェーダは、サブサーフェス スキャッタリングや透過などの効果を用いて、単純なプラスチック、車の塗装、スキンなどのすべてのタイプのマテリアルを作成できる多目的のシェーダです。

Standard シェーダは非常に強力で、多くの異なる種類のマテリアルを作成できますが、最初はいくらか難しく感じる可能性があります。多くの場合、最初から始めるよりも、Standard シェーダを使用して事前定義されているマテリアルで開始し、それを徐々に変更して必要な効果を適用することをお勧めします。Arnold チュートリアル マニュアルには、自動車の塗装、クローム、マットおよび光沢のあるプラスチックなどの一般的なマテリアルについて、プリセット マテリアル値のセクションが含まれています。

物理的に正しいシェーディング

アーティストは、「きれいに見える」だけでなく、物理的に説得力のあるマテリアルを作成する必要があります。そのため、物理的なエネルギー保存の法則に注意を払わなければなりません。これは厳格で揺るがないルールというわけではありません。本物のようなマテリアルを実現するためのかぎは、やはり観察です。そして、見たものを最終的なシェーダにそれらしく変換する能力です。しかし、これらの簡単な規則に従うと、常にリアルで真実味のあるライティングとシェーディングが可能になります。なぜなら、物理学に基づくシェーディング モデルは実世界のライティングとほとんど同じように反応するからです。

エネルギー保存

サーフェスは入射ライトがもたらすほどのエネルギーを返しません。そうでない場合、マテリアルは物理的に正確でなくなります。そのような明るすぎるマテリアルが光を過剰に跳ね返すと、「輝点ノイズ」が生じる可能性もあります。光がオブジェクトに当たると、エネルギーが鏡面反射光(ハイライト)または拡散反射光(カラー)のどちらかのコンポーネントとして反射されます。 鏡面反射光と拡散反射光の間の関係により、マテリアルのタイプが定義されます。その 50% が拡散反射光エネルギーである場合は、残りの鏡面反射光のエネルギーは 50% にする必要があります。鏡面反射性の値を大きくする場合、拡散反射光の値を小さくする必要があります(その逆も同様です)。たとえば、チョークは拡散反射光の値が高く、鏡面反射性はほとんどありません。一方、ガラスは反射率が高く、拡散反射光はほとんどありません。フォトリアリスティックなレンダリングを実現するには、シェーダ アトリビュートの正味値が 1 を超えないようにする必要があります。反射光のエネルギーの合計は入射光のエネルギー以下になります。Standard シェーダを使用してマテリアルを作成するときには、エネルギー保存の BRDF を使用し、これらのエネルギー保存の法則を注意深く適用する必要があります。

アルベドまたは反射係数という用語は、サーフェスの拡散反射光反射率または反射能を示します。アルベド(kd、Ks、kr など)合計して 1 より大きい値になることは推奨されません。これは、Standard シェーダはエネルギーを保存しないが、代わりにすべての GI 拡散反射光バウンスでエネルギーを受けることを意味します。鏡面反射光と拡散反射光の両方に影響するフレネル値を使用している場合、合計が 1 を超えないようにする必要があります。なぜなら、鏡面反射光と拡散反射光に影響するように設定されていると、鏡面反射光の効果が、視野角に依存する 0 と 1 の間の値でスケールされるからです。


拡散反射光と SSS を使用したエネルギー節約の場合、拡散反射光 + SSS <= 1 にする必要があります。

鏡面反射光を使用する場合、フレネルが有効かどうかによって異なります。

  • フレネルが無効になっている場合、SSS + 鏡面反射光 + 拡散反射光 <= 1 にする必要があります。
  • フレネルが有効になっている場合、拡散反射光 + SSS <= 1 のみにする必要があります。シェーダは、エネルギーの節約になる方法で、鏡面反射光を拡散反射光 + SSS と組み合わせます。

これは単純なケースです(拡散反射光バックライトと屈折なし)。ここで、拡散反射光バックライトと屈折を追加します。


拡散反射光と SSS を使用したエネルギー節約の場合、拡散反射光 + SSS + バックライト <= 1 にする必要があります。

鏡面反射光を使用する場合、フレネルが有効かどうかによって異なります。

  • フレネルが無効になっている場合、鏡面反射光 + (SSS + 拡散反射光 + バックライト) <= 1 にする必要があります。
  • フレネルが有効になっている場合、拡散反射光 + SSS + バックライト <= 1 のみにする必要があります。鏡面反射光と屈折のウェイトは 0 と 1 の間にすることができます。そうすると、シェーダはエネルギー保存の法則に従ってすべてのものを組み合わせます。


下の例は、物理的に正しい値を使用してレンダリングした場合(左)と、物理的に正しくない 1 を超える値を使用してレンダリングした場合(右)を比較したときの違いを示しています(右のイメージのサーフェスから離れるライトは、元々サーフェスに当たっていたライトよりも明るくなっています)。全く曇りのない鏡以外のマテリアルは、100% のライトを跳ね返すことはありません。 


拡散反射光の粗さが高い Standard シェーダは、暗くて幅広いハイライトを反射し、滑らかで反射が多いマテリアルは、明るくて狭いハイライトを反射します。

粗いマテリアル(左)と、反射して光沢のあるマテリアル(右)の拡散反射光の比較


Maya マテリアル ライブラリはこちらを参照してください。


Standard#Specularity vs Reflection

通常は、鏡面反射光を使用して光沢のある鏡面反射をコントロールすることをお勧めします。Standard シェーダの specular_roughness パラメータは、鏡面反射のぼやけに影響を与えます。Arnold では、このことを「光沢反射」または「鏡面反射」とも呼んでいます。

Standard シェーダには 2 つ目の反射レイヤがあります。これは単に「反射」と呼ばれ、完全にシャープな鏡面反射に使用されます。これは完全な鏡やガラスでのみ使用されます。ブラー効果のためには使用されません。ブラー反射が必要な場合には、鏡面反射光のみを使用する必要があります。下のイメージは、光源から生じる鏡面反射と、周囲に反射するライトから生じるミラー反射を示しています。


また、スカイドーム ライトは Standard シェーダの反射に現れません。鏡面反射光とスカイドーム ライドを組み合わせて使用することをお勧めします。反射を表示する場合は、「Visible in Reflections」を有効にして Sky シェーダを使用する必要があります。

Arnold での物理学に基づくレンダリングの詳細については、こちらを参照してください。

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