Blenderの物理ベースレンダリング（Cycles）の使用

【概要】

Cyclesは、Blenderに標準搭載された物理ベースパストレーサー（物理法則に基づいた光線の経路をシミュレーションするレンダリング方式）である。特別な調整をしなくても、物理的に正確な結果が得られるように設計されている。ここでは、レンダーエンジンをCyclesに切り替える方法、物理ベースの質感を表すPrincipled BSDFシェーダーの使い方、GPUレンダリングの設定、レンダリングの実行方法を説明する。

【目次】

【関連する外部ページ】

【サイト内の関連情報】

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．

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．

レンダーエンジンをCyclesに切り替える

Blenderには、Cycles（物理ベースパストレーサー）とEEVEE（リアルタイムレンダーエンジン）という2種類の主要なレンダーエンジンが標準搭載されている。物理ベースレンダリングを行うには、Cyclesを選択する。

  1. プロパティの画面で、「レンダープロパティ（Render Properties）」タブをクリックする。
  2. 「レンダーエンジン（Render Engine）」のドロップダウンから「Cycles」を選択する。

Principled BSDFで物理ベースの質感を設定する

Principled BSDF（プリンシプルBSDF）は、Blenderの既定のシェーダー（材質の質感を計算するノード）であり、OpenPBR Surfaceというシェーディングモデルに基づいている。金属・非金属・半透明な物体など、幅広い材質を1つのノードで表現できる。

  1. オブジェクトモードで、質感を設定したいオブジェクトを選択する。
  2. 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。マテリアルが未設定の場合は「新規（New）」をクリックする。すると、Principled BSDFを使ったマテリアルが自動的に作成される。
  3. 「サーフェス（Surface）」内の各項目を設定する。代表的な項目は次のとおりである。
    • ベースカラー（Base Color）：材質の基本となる色。
    • 粗さ（Roughness）：表面の粗さ。0.0で鏡のような反射、1.0で拡散反射になる。
    • メタリック（Metallic）：金属らしさの度合い。0.0で非金属、1.0で完全な金属になる。
    • IOR：屈折率。材質によって異なる値を持ち、既定値の1.5はガラスに近い値である。
    • アルファ（Alpha）：透明度。1.0で完全に不透明になる。

GPUレンダリングの設定

GPU（グラフィックスカード）を使ってCyclesのレンダリングを高速化できる。使用するGPUの種類（NVIDIAのCUDA・OptiX、AMDのHIP、IntelのoneAPI、AppleシリコンのMetalなど）に応じて設定する。

  1. Blenderの「編集（Edit）」→「プリファレンス（Preferences）」→「システム（System）」タブを開く。
  2. 「Cycles レンダーデバイス(Cycles Render Devices)」の項目で、使用するGPUの種類（CUDA、OptiX、HIP、oneAPI、Metalのいずれか）を選択し、使用したいデバイスにチェックを入れる。
  3. プリファレンスを閉じ、「レンダープロパティ」タブの「デバイス（Device）」を「GPU Compute」に変更する。

NVIDIA製GPUでOptiXを使う場合、ドライバのバージョンは535以上、対応するCompute Capabilityは5.0以上が必要である。OptiXはRTX世代のGPUに搭載されたハードウェアレイトレーシング機能を活用するため、対応GPUではOptiXを選ぶと性能が向上する。

レンダリングの実行

  1. 3Dビューポートで、カメラの位置と向きを確認する。
  2. 「F12キー」を押すと、レンダリングが実行される。
  3. レンダリング結果は、専用のレンダリング結果ウィンドウ（画像エディター）に表示される。「画像（Image）」→「保存（Save）」で画像ファイルとして保存できる。