BlenderのPBR Materialsアセット

【概要】

BlenderでPBR Materialsアセットを使用して、物理ベースレンダリングマテリアルを設定する方法を解説する。球、円柱、平面の作成から、マテリアルの適用、マテリアルプレビューでの確認まで、段階的に説明する。

マテリアルを設定する。前準備として PBR Materialsアセットをインストールすること。PBR Materialsアセットは3d-wolf.comで配布されている無償アドオンであり、配布サイトの状態によっては入手できない場合がある。その場合は、配布サイトの最新情報を確認すること。

【目次】

前準備
球、円柱、平面の作成
PBR Materialsアドオンを用いてPBRマテリアルを学ぶ
全体まとめ

【関連する外部ページ】

Blenderの公式ページ: https://www.blender.org/

【サイト内の関連情報】

Blenderについて
Blender の概要 [PDF],[パワーポイント]

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、円柱、平面の作成

ここでのBlenderの設定

このページでは、ここに記載した設定を終えた状態で、スクリーンショットを掲載している。ここに記載し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（デフォルトキューブ）は不要であるため削除する。
選択されたオブジェクトの削除: DELキー。右クリックメニュー（コンテキストメニュー）でも操作可能である。

球、円柱、平面の作成

シーン内に球（UV球: 緯度経度に沿って分割された球体メッシュ）、円柱、平面を作成する。それぞれの立体は、異なる場所に配置する（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、メニューで実行できる。Shift + Aキーでも実行可能である。
カーソル（3D空間内での操作位置を示すポインタ）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実行できる。カーソルツールを選択した後、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、メニューで実行できる。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実行できる。カーソルツールを選択した後、左クリックする。
今度は、平面を追加する。
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場合は、ツールバーの選択ツールを選択した後で、左クリックする。
平面を拡大縮小する。拡大縮小（スケール）ツールを活用する。
拡大縮小（スケール）ツールへの切り替えは、Sキーでも実行可能である。
球と円柱を移動して、平面のオブジェクトの上に、球と円柱が配置されるようにする。見栄えだけの問題であるため、おおよそで問題ない。
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（視点操作ツール）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操作可能である。

この時点でのBlenderファイル: 02a.blend

PBR Materialsアドオンを用いてPBRマテリアルを学ぶ

マテリアルプレビューモード、HDRI環境の設定、スムースシェードの設定

マテリアル（オブジェクトの表面特性を定義する設定）を3Dビューポート（モデル編集用の主要表示領域）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モードに変更する。あわせてHDRI環境（3Dビューポートを照らすHDRI画像による照明）の設定を行う。球と円柱はスムースシェード（表面をなめらかに表示する設定）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。
3Dビューポート右上に並ぶビューポートシェーディングのアイコンのうち、左から3番目の「マテリアルプレビュー」をクリックする（ショートカットキー：Zでパイメニューを開く、Shift + Zで直前の表示モードと切り替え）。

マテリアルプレビューは、EEVEEとHDRI環境を用いて3Dビューポートを描画する表示モードであり、立体のマテリアルの調整に適している。
次に、HDRI環境の設定を行う。ビューポートシェーディングのアイコンの右にある下向き矢印のアイコンをクリックするとポップオーバーが開く。「シーンのワールド」のチェックを外すと、Blenderに内蔵されているHDRI環境の一覧から選択できるようになる。ここでは、一番左のcity.exrを選択する。
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場合は、ツールバーの選択ツールを選択した後、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。
フラットシェード（各ポリゴン面が平坦に表示される設定）では、ポリゴンがそのまま描画され、スムースシェードでは、ポリゴンの境界がなめらかになるように描画される。
円柱もスムースシェードに設定する。

レイトレーシング（反射）の設定

次の手順で、レイトレーシング（Ray Tracing：他のオブジェクトからの反射光を計算し、映り込みを再現する機能）を有効化する。

プロパティの「レンダー」タブで、「レイトレーシング」パネルを開き、有効化する。トレース方法（Method）は、画面内の情報を使って反射を求める「スクリーントレース（Screen-Trace）」を選ぶと、旧バージョンの「スクリーンスペース反射」に近い効果が得られる。
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ため、後ほど改めて確認する。

この時点でのBlenderファイル: 02b.blend

PBRマテリアルの設定

立体にPBRマテリアル（物理ベースレンダリングマテリアル: 実世界の物理法則に基づいた質感表現）を設定する。

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場合は、ツールバーの選択ツールを選択した後、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 (New)」のボタンが表示される場合は、新規 (New)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。
プロパティで、「PBR Materials」にチェックする。
「PBR Materials」がない場合は、PBR Materialsアセットをインストールすること。
非金属の場合は「Dielectric」（誘電体: 非金属物質）を選択し、下の図をクリックする。金属の場合は「Metal」を選択し、下の図をクリックする。
非金属では次のようなマテリアルが選択可能である。
- Brick: レンガ
- Cloth: クロス
- Concrete: コンクリート
- Curtain: カーテン
- Plaster: 石膏
- Plastic: プラスチック
- Rock: 石
- Rust: さび
- Skin: 肌
- Wax: ワックス
- Wood: 木
金属では次のようなマテリアルが選択可能である。
- Aluminium: アルミニウム
- Gold: 金
- Iron: 鉄
- Pot: ポットメタル
金（Gold）を選択する。
マテリアルプレビューで色を確認する。
マテリアルプレビューへ切り替えていない場合は、切り替える。