Doc:JA/2.6/Manual/Render/Cycles/Materials

マテリアル

マテリアルはメッシュ、カーブ、および他のオブジェクトの見た目を定義するものです。マテリアルは３種類のシェーダから成り立っています。メッシュのサーフィス（surface　表面）の見た目、メッシュ内部のボリューム（volume　かたまり）、メッシュ表面のディスプレイスメント（displacement　置換）です。

サーフィスシェーダ

サーフィスシェーダはメッシュ表面での光の効果を定義するものです。一つまたはそれ以上のBSDF（双方向散乱分布関数）が、入射した光が反射するのか、屈折するのか、吸収されるのかを特定します。

Emissionはサーフィスから光が放射される度合いを規定します。どんなサーフィスでも光源とすることができます。

ボリュームシェーダ

ボリュームシェーダは現在独立に開発されています。

サーフィスシェーダが光を反射も吸収もしない場合、ボリュームの中に入ってくることになります。ボリュームシェーダが指定されていない場合は、光はそのままメッシュの反対側へ通り抜けます。

ボリュームシェーダが定義されている場合、このシェーダは光がメッシュの内部を進むに従ってどのような影響を受けるかということを記述しています。光は散乱したり、吸収されたり、ボリューム上のある点から放射されたりします。

マテリアルはサーフィスシェーダとボリュームシェーダを両方持つこともできるし、どちらか一方だけを持つこともできます。両方を定義することは、ガラス、水、氷などを表現するのに便利かもしれません。表面にガラスや光沢のあるシェーダを使い、入射した光のうちある程度は吸収されるようにするといいでしょう。

ディスプレイスメント

表面の形状と内部のボリュームはディスプレイスメントシェーダによって置き換えることができます。それにより、テクスチャを使ってメッシュの表面に細部の表現を与えることができます。

設定によって、置換は仮想的なものとすることもできます。置換された場合の質感をサーフィスの法線に与えるこの手法は、バンプマッピングとして知られています。また、真の置換と仮想の置換を組み合わせることもできます。

エネルギー保存

マテリアルのシステムは物理ベースのレンダリングを想定して構築されており、そのマテリアルがどう見えるかということと、どのようなアルゴリズムでそれをレンダリングするかということははっきりと分けられています。これにより、リアルな結果とバランスの取れたライティングを得ることがより容易になっています。ただし、いくつか覚えておかなくてはならないことがあります。

グローバルイルミネーションを使うときにマテリアルが上手く働くためには、物理学用語で言うと、エネルギーが保存されなくてはいけません。つまりマテリアルは入射したよりも多くの光をはね返してはいけません。この性質は厳しく強制されるわけではありませんが、カラーが0.0から1.0の範囲にあって、かつBSDFがMix Shaderノードで合成されるだけの場合、自動的にそのようになります。

しかし、そのようにしないこともできます。それには1.0よりも高いカラー値を使うか、Add Shaderノードを使います。だたし、様々な照明のもとでのマテリアルの振る舞いを予測しやすくするためにこのようなことをする場合は、気をつけなくてはいけません。光が反射するたびに増幅され、エミッターのようになってしまう可能性があります。