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グローバルイルミネーションとは?

ぐろーばるいるみねーしょん

グローバルイルミネーションとは、3DCGで光の反射・散乱を物理的に近似し、間接光まで含めてシーン全体のリアルな明るさを計算する照明手法です。

グローバルイルミネーション(Global Illumination、GI)とは、コンピューターグラフィックス(CG)において、光源から発せられた光が物体の表面反射・散乱し、周囲の物体を間接的に照らす効果を含めてシーン全体の照明を計算する手法です。

従来の局所照明(ローカルイルミネーション)では、光源が直接当たる部分しか計算されないため、影の中は真っ暗になりがちでした。グローバルイルミネーションでは、床に当たった光が壁に反射してさらに物体を照らしたり、有色の壁から色が滲み出る「カラーブリード」なども再現できます。

主なアルゴリズムとして次のものが挙げられます。

  • レイトレーシング:光線をシミュレートして反射・屈折を追跡する手法
  • パスレーシング:レイトレーシングを発展させ、ランダムサンプリングで間接光を収束させる手法
  • フォトンマッピング:光源から放出されたフォトンをシーンにばらまき、蓄積した結果を照明に使う手法
  • ラジオシティ:拡散反射のエネルギー伝播を有限要素法で解く手法

映画・ゲーム・建築可視化などで幅広く採用されており、リアルタイムGIはゲームエンジンでも搭載されています。計算コストが高いため、事前計算(ベイク)とリアルタイム計算を組み合わせる手法が一般的です。

使い方・例文

映画のVFXや建築パース、ゲームのフォトリアルな映像表現に活用され、「光が部屋の隅まで柔らかく回り込んでいる」ような自然な質感の再現に登場します。

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