ポリゴンのスムージングとレイトレーシングについて

[hikunosuke]

はじめて投稿させていただきます。よろしくお願いいたします。

現在modo501にてローポリゴンでキャラ作成をしているのですが、レンダリングで少しおかしな現象にぶつかりました。

スムージングを適用したポリゴンでレイトレーシングをすると、下の画像のように謎の影？が出てしまい、難儀しております。

試しにLightwave9.6にて全く同じオブジェクトをレンダリングしました。

Modo,LW共にポリゴンにマテリアルを適用→Smoothing Angleで「89度」に適用して比べた画像です。

(modoでは分かりやすくするため、RayGLでの表示です。レンダリングしても同じ現象になります）

※下の箱はレイトレーシングの影確認用なのでスルーして下さい。

LightやMeshの設定も見てみましたが、マテリアル以外にスムージングの調整に関する項目を見つけることが出来ませんでした…。

あえてローポリで、Modoの高品質なレンダリングで絵作りをしたいと思っているので、この現象に関しまして何か解決策をご教授いただけたら、と思います。

（蛇足ですが、メッシュの細かいハイポリゴンでも、拡大して見たら上記のような現象が出ています。）

使用環境：

MacOSX 10.6.7 iMac27inch RadeonHD4850

Modo501SPr2(64bit)

[taz]

FACEポリゴンを内部的に三角形に分割する時際の分割方向が影響しているのかなと思ったのですが、どうも別に原因がありそうですね。やはりライトのシャドーに関係しているような気がします。

[hikunosuke]

taz 様

ご返信、ありがとうございます。

問題のオブジェを実際に三角ポリゴンに割っても「謎の影」は出ます。

さらに、ポリゴンを細かく割ったり、サブディビジョンレベルを引き上げたオブジェについても、

拡大して見れば同様の影は発見出来ます。（スムージング設定をした上で）

Light設定のShadow Typeをnoneにすれば当然「謎の影」は消えますが、そこはやはりセルフシャドーも落としたいので…。

LightWaveが特殊なんでしょうか…

…と、あまりLightWaveを引き合いに出されても困惑されると思いますので（笑）、

Lightの設定や、モデルの作り方等を見直してみます。

[Yoshiaki Tazaki]

私も気になるのでベータサイトにレポートを出してみました。返答が得られまし
たら後ほど報告いたします。

modoのレンダラーを開発しているAllen Hastingsは、LightWaveのレンダラーの
開発者でしたので比較されることが多いのは当然だと思っています。LightWave
の方は途中か らElectronic Imagesの開発者だったJay Rothがレンダラーの部分
を書き直したと聞いているので、どの程度オリジナルの部分が残ってるのかはわ
かりません。

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[taz]

Allenからこの件に関してコメントが貰えましたので転載いたします。

フォンシェーディングの古典的な問題みたいですね。LightWaveの時は、光源に面するポリゴンのシャドウレイを無視することでこの問題を回避することを試みていましたが、この方法は不完全で凹ポリゴンや両面ポリゴンでは回避できなかったみたいですね。

解決方法としては、ポリゴンを細かく再分割するか、Receive Shadowsをオフにして欲しいと言うことです。

Comment Added By Allen Hastings:

That's the classic Phong "terminator problem" in which a polygon is geometrically in shadow, but Phong smoothing still adds some light to it. In other words, the polygon is facing away from the light but the Phong interpolated surface normal vector is facing toward the light a little bit.

LightWave tries to avoid the problem by making shadow rays ignore polygons facing the light (so they pierce right through the sphere in this case), but that can cause problems on concave surfaces, and it doesn't work if the surface is double sided (if you make the sphere double sided, the LightWave render would look similar to the modo render).

The best solution is to subdivide the sphere more finely so that the interpolated normals and true geometry are not so different. Another option would be to turn off Receive Shadows on the sphere.

[hikunosuke]

taz 様 

返信が遅くなりました。

わざわざ確認していただき、ありがとうございます！恐れ入ります…。

modoのレンダリングエンジンの裏側(?)まで知る事が出来て嬉しいです。

フォンシェーディングの古典的な問題みたいですね。LightWaveの時は、光源に面するポリゴンのシャドウレイを無視することでこの問題を回避することを試みていましたが、この方法は不完全で凹ポリゴンや両面ポリゴンでは回避できなかったみたいですね。

またLWの話題で申し訳ありませんが、オブジェクト設定＞レンダリングタブの中に「影オフセット」というオプションがあり、スムースシェーディングがおかしくなる場合この値を大きくすると、上記のような凹ポリゴンでも「うまい具合に影をごまかしてくれる(笑)」という機能があります。

詳しい仕組みは分かりませんし、両面ポリゴン等での限界はあるのですが…。

 

解決方法としては、ポリゴンを細かく再分割するか、Receive Shadowsをオフにして欲しいと言うことです。

了解致しました。

美麗レンダラー＆ローポリゴンで狙った絵作りが難しくなるのは少し残念ですが(自分が特殊すぎるだけですがｗ)、モデル制作には今後もバンバン使わせていただきます。

ありがとうございました！