Blenderのマテリアル、スムースシェード

前準備

Blenderは，3次元コンピュータグラフィックス・アニメーションソフトウェアである．3次元モデルの編集，レンダリング，光源やカメラ等の設定による3次元コンピュータグラフィックス・アニメーション作成機能がある．

• WindowsでのBlenderのインストール：別ページで説明
• UbuntuでのBlenderのインストール：別ページで説明

メニューの日本語化を行っておくと使いやすい．「編集（Edit）→プリファレンス（Preferences）→インターフェイス（Interface）→翻訳（Translation）」で設定できる．

球（UV球）、円柱、平面の作成

ここでのBlenderの設定

このページでは、ここに書いた設定を終えた状態で、スクリーンショットを載せている（ここに書いた設定を行わなくても、細かな画面表示が変わるだけで問題ない）。

Blender起動時に自動設定される立体は不要なので削除する。選択されたオブジェクトの削除は、DELキーを押すか、右クリックメニュー（コンテクストメニュー）から実行できる。

球（UV球）、円柱、平面の作成

シーン内に球（UV球：UVマッピング用に球面座標で分割された球体）、円柱、平面を作成する。それぞれの立体は、違う場所に配置する（重ならないようにする）。

球（UV球）を追加する。立体の追加（新規作成）は、メニューで行うことができる。[SHIFT] aキーでも実行可能である。画面上部の「追加」メニュー、「メッシュ」（3Dモデルを構成する点と線と面の集合）サブメニューと操作し、立体の種類を選ぶ。

カーソルを別の場所に移動する。カーソルの移動は、ツールバーのカーソルツールで行うことができる。カーソルツールを選んだあとで、左クリックする。

今度は、円柱を追加する。立体の追加（新規作成）は、メニューで行うことができる。[SHIFT] aキーでも実行可能である。

カーソルを別の場所に移動する。カーソルの移動は、ツールバーのカーソルツールで行うことができる。カーソルツールを選んだあとで、マウスの左クリックする。

今度は、平面を追加する。立体の追加（新規作成）は、メニューで行うことができる。[SHIFT] aキーでも実行可能である。

この時点でのBlenderファイル：02.blend

立体の配置、サイズの調整

立体の配置、サイズを調整する。

平面を選択する。選択は、マウスの左クリックで行う。左クリックで選択できないときは、ツールバーの選択ツールを選んだあとで、左クリックする。

平面を拡大縮小する。拡大縮小（スケール）ツールを利用する。拡大縮小（スケール：オブジェクトのサイズを変更する操作）ツールへの切り替えは、sキー（Scaleの頭文字）でも行うことができる。動かしたあと、マウスの左クリックは確定、右クリックは取り消しである。

球と円柱を移動して、平面のオブジェクトの上に、球と円柱が乗っているようにする（見栄えの問題なので、だいたいで良い）。移動ツールへの切り替えは、gキー（Grabの頭文字）で行うことができる。動かしたあと、マウスの左クリックは確定、右クリックは取り消しである。

このとき、ビューの回転を行って、立体の配置を確認する。ビューの回転は、インタラクティブナビゲーションでも実行できる。インタラクティブナビゲーションの「ビューを回転します」を左クリックしたままマウス移動する。マウスの中ボタンを押しながらマウス移動でも回転操作が可能である。

この時点でのBlenderファイル：02a.blend

マテリアルを学ぶ

マテリアルプレビューモード、スタジオライトの設定、スムースシェードの設定

マテリアル（オブジェクトの外観を定義する属性の集合）を3Dビューポートで確認できるようにするために，3Dビューポートをマテリアルプレビュー（Material Preview）モード（マテリアルのプレビューに適した表示モード．旧称はルック開発（LookDev）モード）に変更する．スタジオライト（シーンの照明環境を設定するための機能）の設定を行う．球と円柱はスムースシェードに設定する．

まず，マテリアルプレビューモードに切り替える．マテリアルプレビューモードへの切り替えは，メニューで行うことができる．

マテリアルプレビューモードは，立体のマテリアル等を調整するために，シーン内のライトを切り替えながら確認するためのモードである．

次に，スタジオライトの設定を行う．スタジオライトの設定はメニューで行うことができる．ここでは，一番左のcity.exrを選択している．

球を選択する．選択は，マウスの左クリックで行う．左クリックで選択できないときは，ツールバーの選択ツールを選んだあと，左クリックする．

球をスムースシェードに設定する．スムースシェード（ポリゴン間の境界をなめらかに表示する機能）に設定するには，右クリックメニュー（オブジェクトコンテキストメニュー）でスムースシェードを選択する．

表示を確認する．フラットシェーディングでは，個々のポリゴンが，そのまま描画される．スムースシェードでは，元のメッシュの形は変えずに，ポリゴンどうしの境界がなめらかになるように描画される．

【演習】円柱もスムースシェードに設定する．

反射（レイトレーシング）の設定

次の手順で，レイトレーシング（画面に映っている情報をもとに反射や間接光を計算する機能）を有効にする．

プロパティのレンダーで，レイトレーシングをチェックする．

他の立体からの反射光が映り込むようになる（現状では分かりにくいので，あとで改めて確認する）．

この時点でのBlenderファイル：02b.blend

ベースカラー

マテリアルの種々ある項目のうち，ベースカラー（マテリアルの基本となる色）を設定する．マテリアルプレビューモードで行う．

球を選択する．選択は，マウスの左クリックで行う．左クリックで選択できないときは，ツールバーの選択ツールを選んだあと，左クリックする．

プロパティの画面で，「マテリアルプロパティ」をクリックする．

下のように「新規」のボタンが表示されるときは，新規をクリックする．

マテリアルプロパティの画面が表示される．

「ベースカラー」のところの，色の四角形部分をクリックする．

色を選択する．

マテリアルプレビューモードで色を確認する．マテリアルプレビューモードへ切り替えていない場合は，切り替える．

【演習】円柱，平面にもベースカラーを設定する．

粗さとメタリック

マテリアルの種々ある項目のうち，粗さ（表面の微細な凹凸を表現するパラメータ）とメタリック（金属のような反射特性を表現するパラメータ）を設定する．マテリアルプレビューモードで行う．

球を選択する．選択は，マウスの左クリックで行う．左クリックで選択できないときは，ツールバーの選択ツールを選んだあと，左クリックする．

プロパティの画面で，「マテリアルプロパティ」をクリックする．

今度は，スムースシェードで，粗さ（Roughness）を増減させる．増減はマウス操作でも行うことができる．

球の粗さ（Roughness）を「0.2」に設定し，次に進む．

スムースシェードで，メタリック（Metallic）を増減させる．増減はマウス操作でも行うことができる．

球のメタリック（Metallic）を「1.0」に設定し，次に進む．

【演習】球，円柱のマテリアルを次のように設定する．

球：粗さ 0.4，メタリック 0

円柱：粗さ 0.1，メタリック 1

この時点でのBlenderファイル：02d.blend

スタジオライトを変えて、変化を見る

スタジオライトでは，背景画像が設定されていること，そして，背景画像をもとに，ライトが設定されていることを確認する．

まず，現在のスタジオライトの設定を確認する．背景画像が設定されていること，そして，背景画像をもとに，ライトが設定されていることを確認する．

スタジオライトを変えて，変化を確認する．

アルファブレンドによる透明化

アルファ値（透明度を表す値）による半透明化を実行する．マテリアルプレビューモードにより確認する．

球を選択する．選択は，マウスの左クリックで行う．左クリックで選択できないときは，ツールバーの選択ツールを選んだあと，左クリックする．

プロパティの画面で，「マテリアルプロパティ」をクリックする．

Alpha（アルファ）の値を0以上1未満にする（値が小さいほど透明度が高くなる）．

マテリアルプロパティの「設定（Settings）」を展開し，「レンダーメソッド（Render Method）」を「ブレンド（Blended）」に変更する（既定の「ディザー（Dithered）」のままでは，半透明の表現が粗くなる）．

マテリアルプレビューモードで確認する．

Alpha（アルファ）の値を別の値に変更してみる．

マテリアルプレビューモードで確認する．

ビューの回転を行い，半透明になっていることを確認する．ビューの回転は，インタラクティブナビゲーションでも実行できる．インタラクティブナビゲーションの「ビューを回転します」を左クリックしたままマウス移動する．マウスの中ボタンを押しながらマウス移動でも回転操作が可能である．

【演習】円柱も半透明に設定する．

この時点でのBlenderファイル：02e.blend

全体まとめ

マテリアルにより，立体の色や粗さやメタリックを設定できる．

Blenderには，アルファ値により半透明を表現できる機能がある．

フラットシェーディングでは，個々のポリゴンが，そのまま描画される．

スムースシェードでは，元のメッシュの形は変えずに，ポリゴンどうしの境界がなめらかになるように描画される．