レンダリングにおいて写実性を高めるための処理である，シェーディングとテクスチャマッピングについて述べる．

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1 レンダリングにおいて写実性を高めるための処理である，シェーディングとテクスチャマッピングについて述べる．
8章　シェーディングとマッピングを行う レンダリングにおいて写実性を高めるための処理である，シェーディングとテクスチャマッピングについて述べる．

2 8.1 シェーディング 1．シェーディングの原理 光の４つの成分 拡散反射成分 Id 鏡面反射成分 Is 環境光反射成分 Ia
8.1　シェーディング 　　　1．シェーディングの原理 光の４つの成分 拡散反射成分　Id 鏡面反射成分　 Is 環境光反射成分　 Ia 透過光成分　 It

3 8.1 シェーディング 2．シェーディングモデル 光の成分の輝度を求め，重畳することにより，物体表面の輝度を求める ことができる．
8.1　シェーディング 　　　2．シェーディングモデル 光の成分の輝度を求め，重畳することにより，物体表面の輝度を求める ことができる． (1)拡散反射成分　Iｄ (3)環境光反射成分　Iａ (4)透過光成分　 Iｔ (2)鏡面反射成分　 Iｓ

4 8.2 スムーズシェーディング 1．フラットシェーディングと陰影の平滑化
8.2　スムーズシェーディング 　　　1．フラットシェーディングと陰影の平滑化 コンスタントシェーディング 照明光は無限遠点からの平行光線，同一多角形上ではあらゆる点で同じ単位法線ベクトル，多角形上の点の光は環境光と拡散反射光のみ（：多角形上のあらゆる点の光の強さは同じになる) 人間の視覚特性(マッハバンド効果)から，多角形の輪郭が強調されて，物体がごつごつして見える． これを解消しようとするのが，グローシェーディングやフォンシェーディング

5 8.2 スムーズシェーディング 2．グローシェーディング
8.2　スムーズシェーディング 　　　2．グローシェーディング 平均化された 法線ベクトル 　　　N 　　　N 　　　N0 N1 法線ベクトル 　　　N0 N2 N1 N2 N3 N3 法線ベクトルを用いて 各頂点の光の強さが求まる． 頂点A E F Ie＝（１－α）Ib＋αIa If＝（１－β）Id＋β Ia 0≦α ≦1 0≦β ≦1 B D I＝（１－γ）Ie＋ γIf 0≦γ ≦1 C

6 8.2 スムーズシェーディング 2．グローシェーディング
8.2　スムーズシェーディング 　　　2．グローシェーディング x 頂点A(xa,ya) Ia y E(xe,ye) F(xf,yf) I Ie x If Id B(xb,yb) D(xd,yd) Ib Ic C(xc,yc)

7 8.2 スムーズシェーディング 3．フォンシェーディング
8.2　スムーズシェーディング 　　　3．フォンシェーディング グローシェーディングより高品質な表示が可能．ただし，処理時間がかかる． Na Nf Ne Nb Nd Nc 多角形内の各点の法線ベクトルが求まるから， 各点の法線ベクトルによって各点の光の強さを 計算する．

8 8.3 テクスチャマッピング 1．テクスチャマッピングの種類
8.3　テクスチャマッピング 　　　1．テクスチャマッピングの種類 テクスチャマッピング マッピングデータを3次元オブジェクトに，表面の曲率を考慮して貼り付ける処理 バンプマッピング 隆起や水面での波のような変化を生成するために，表面の形状を歪曲させる方法 環境マッピング 反射光や屈折光を追跡することなく，光線追跡処理を施したものと同じような像を生成することが可能

9 8.3 テクスチャマッピング 2．画像データのマッピング
8.3　テクスチャマッピング 　　　2．画像データのマッピング y ys スクリーン座標 オブジェクト座標 t テクスチャ座標 MT MVP x xs M=MVP・ MT s z MP MT=F・MP v F パラメトリック座標 u

10 8.3 テクスチャマッピング (例)線形写像でパラメトリックパッチに貼り付ける場合
8.3　テクスチャマッピング 　(例)線形写像でパラメトリックパッチに貼り付ける場合 t v (smax,tmax) (umax,vmax) MP (umin,vmin) (smin,tmin) s u

11 8.3 テクスチャマッピング (例)高さhおよび半径rの柱面に貼り付ける場合
z x y r θ v u h ２π F MP t s 1

12 8.3 テクスチャマッピング (例) 右図に示すテクスチャを左図の正六面体の１の面に写像したとき， ①～④の座標を求めなさい． t y 1
8.3　テクスチャマッピング 　(例) 右図に示すテクスチャを左図の正六面体の１の面に写像したとき， ①～④の座標を求めなさい． s t 1 １ 2 3 4 x y z (0,0,1) (1,0,0) (0,1,0) 1

13 8.3　テクスチャマッピング 　　　3．バンプマッピング 表面の法線ベクトル 凹凸のある表面の 法線ベクトル 法線のみをマッピング した結果

14 8.3 テクスチャマッピング 4． 環境マッピング テクスチャ テクスチャ 視点 視点 屈折マッピング 反射マッピング 後ろ 左 床 右
8.3　テクスチャマッピング 　　　4．　環境マッピング テクスチャ テクスチャ 視点 視点 屈折マッピング 反射マッピング 床 後ろ 左 右 天井 前 環境のイメージ