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シェーディングとは

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シェーディング

【英】shading

シェーディングとは、3DCGにおける立体モデルに陰影の情報を与え、より立体感のある表示を行うことである。

シェーディングでは、3DCGの面を構成するポリゴンに色がつけられ、色の濃淡の具合などによって立体感が再現される。色や濃淡は座標計算によって行われる。計算の際には、モデルに対する光源の位置はもちろん、モデルそのものの色や起伏、表面の質感、あるいは、周囲からの光の反射や回り込み、映り込みといったさまざまな要素が含まれる。そのため、高精度のシェーディングを行おうとすると非常に多量の計算を行う必要がある。

シェーディングの方式としては、主にフラットシェーディングとスムーズシェーディングに分類することができる。スムーズシェーディングは、さらにグローシェーディングフォンシェーディングに分類することができる。

フラットシェーディングは、ポリゴンの重心の位置で計算を行い、ポリゴンの面を単一色で塗りつぶす手法を指す。比較的単純な計算で済むために高速な描画を実現するが、ポリゴンの継ぎ目で色が変わるため、やや角張ったような印象の表現となる。

スムーズシェーディングは、ポリゴンごとに色や法線を補完することで、それぞれのポリゴンの面の色を滑らかに変化させる手法である。フラットシェーディングに比べて、より曲面らしい表現が可能となる。スムーズシェーディングの一種であるグローシェーディングは、ポリゴンの頂点ごとに、元の曲線の法線から色を計算し、ポリゴン内の色を各頂点から補間して求める方法である。各頂点の色を決める際には、基の曲面の法線を利用する。また、同じくスムーズシェーディングの一種であるフォンシェーディングは、ポリゴンの頂点ごとに、元の曲線の法線から、ポリゴン内のピクセルごとの法線を補完して求めた上で、各ピクセルの色を計算する方法である。グーローシェーディングと比較すると計算量が増えて計算に時間がかかるが、より自然な陰影を再現することができる。



 
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