CG部：GI（グローバル イルミネーション）とは

レンダラー周りを中心に進めてきた部活動。一歩進んだレンダリングに踏み込もうとするといつも出てくる言葉がこのGI（グローバルイルミネーション）。以前に書いたファイナルギャザーと同様に間接光を再現するシステム、らしいです。

ファイナルギャザーと違うのは光の粒子（フォトン）がオブジェクトからではなくライトから発生するところ。

ライト（=光源）から発生したフォトンがオブジェクトに当たって空間内を埋めていくことで、間接光になる。というふうにざっくりイメージしとけばいいんだろうか。そういう意味では現実世界の光にもっとも近いのかもしれない。

これまでに出てきたレンダリング関係の言葉をずらっと並べてみると、、

・mental ray（レンダラー）

・ファイナル ギャザー（間接光システム、mental rayで使用）

・グローバル イルミネーション（間接光システム、スキャンラインレンダリングで使用の場合は設定を『ラジオシティ』に。mental rayで使用の場合は設定を『レイトレース』に。今回の記事内容）

・アンビエント オクルージョン（検証中‥）

いやーすんげえ横文字。

「ラクリマ クリスティ」とか「ファナティック クライシス」が肩を並べそうなキラキラした語感。「シャムシェイド」なんてシェーダーのプラグインで本当にありそうだし。

さてさて、さっそくGIの各パラメータを確認。

「有効」にチェックを入れるのを忘れずに。これがないとGIは働いてくれません。

「サンプル」という言葉が頻出してますが、これはフォトンの有無をチェックするスキャナーのようなもの（だと思う…毎回推論が多くてすみません）。空間のあちこちでフォトンを採取（=サンプリング）しているわけです。

サンプル毎のフォトン最大数：ひとつのサンプルがどれだけ量のフォトンを採取できるか、のパラメータ。

サンプルの最大半径：文字通り、ひとつのサンプルの大きさ。大きいほど範囲が広くなるので、サンプル範囲が重なった部分のデータは平均化され、イメージは滑らかになります。その反面放出されるフォトンの絶対数が少ないと拾えるデータも少なくなるので、イメージのディティールは削がれて正確さは少なくなります。

ライト プロパティ>ライト毎の平均GIフォトン：これがフォトンの絶対数。この値が大きければ大きいほど、収集できるデータは多くなります。結果の正確さにもっとも影響を与えるパラメータ。

&「レンダリング」>「環境」で、露出制御を「対数型露出コントロール」にしています。

ちなみに今回は「標準プリミティブ>ボックス」で作った立方体を「合成オブジェクト>スキャッタ」で散らして、光の届きにくい込み入った空間を作っています。ライトはデイライトシステムを使用。

この状態で試しにレンダリングしてみました。GIを有効にする前の結果はこんな感じ。

バッキバキです。GIを有効にしてみると…

このような具合に。イメージに円形のむらがムラムラと現れていますが、これがサンプル範囲の円形です。各設定値ともに低すぎた模様。なのでぐいっと上げてみました。

フォトン数を4倍にして、結果を滑らかにしようというモクロミでサンプルの最大半径も大きく。サンプル毎のフォトン最大数も大幅に上げました。

※要注意なのはサンプル毎のフォトン最大数を上げても、放出されるフォトンの数が少ないと結果は変わらないこと！大元のサンプリング対象が少ないので、せっかくのGI機能は多摩川でワニを探すような、非常に効率の悪いハメに陥ってしまいます。

この状態でレンダリングすると。

ムラは減りました。オブジェクトの映り込みがやや汚いので、思い切ってマテリアルの反射を0にしてみます。

&影ががさがさなので、ライト パラメータをちょいといじってシャドウのサンプル数を8から4oに上げてみました。

最初よりスムーズな見た目になってきました。もっと上げたらどうなる。

ここではフォトン数をかなり上げたので、サンプルの最大半径を小さくしています。（100cm→20cm）

空間内にフォトンが豊富にありサンプル毎の最大数も高めに設定されていれば、サンプルの最大半径を小さめにしたほうが、局所的なデータを細かく得ることができるので、結果が正確になります。

プラス、もう少し高解像度にしてみます。レンダリング基本設定を640×480pxにして、mental rayのサンプル数最大値を16から256に。

このあたりでファイナルギャザーを併用してみます。設定は「中」を基本に、バウンスを2に上げてみました。

なるほどFG使うと結果がこうも違うのか…

良くも悪くも間接光とスカイライトは、至らない部分をきれいにごまかしてくれます。

こまごまと書いてみましたが、正確な参考資料ではないのであまり信用しないことをお勧めします 笑