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Focal blur,SSSなど

今日はPov-Rayの機能をいろいろ試す.

レンズによる焦点のボケ効果:


Pov-Rayではデフォルトで画面全体にピントが合っている(いわゆるパンフォーカスの状態).
カメラの設定を変えることで,ピントが合う任意の点を中心にして周囲がボケた効果を作ることできる.
これを使うと,実際のカメラで何か小さいものをアップで撮影したかのような効果が得られる.
この表現にはものすごい計算量が必要であり,ロボットでは使わないかもしれない.

次にSub-Surface-Scattering(略してSSS)の効果を試す.
SSS効果なし

SSS効果あり



効果ありのほうが,タマゴがちょっと透けている感じがすると思う.
この「ちょっと透けている」というのがSSSの効果である.
表面の下における散乱や反射をシミュレーションすることで,人の肌や牛乳のような濁った質感を表現できる.
これもものすごく計算量の大きい特殊効果である.
ロボットではプラスチックをリアルに見せるのに使える.



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大規模ポリゴンのレンダリング,法線平滑化など

今日も引き続きCGを.
まずは10万ポリゴンを超える複雑形状のレンダリング.
レンダリング時間はあまり変わらないが,モデルデータのロードにすごく時間がかかる.
特にPov-Rayが扱うテキストベースの形状データはものすごく巨大なファイルになってしまうためコピーなどの取回しが悪い.


Chinese-Dragon(82万ポリゴン):


Nihonbasi-Kirin(22万ポリゴン):



立体を形成するポリゴン数を増やすと滑らかにはなるが,あまり良い方法とは言えない.
3Dでは特に面の数で勝負しようとすると,どうしてもデータ量が巨大になってしまう.
ポリゴン数を増やさず,少ないデータ量できれいにレンダリングできればそれに越したことはない.


少ないポリゴンで滑らかな曲面を得る方法として,古典的な手法である面法線の平均化を試す.
手順は以下の通り.

①STLをロードする際,ある頂点を共有する面を選び出す
②頂点を共有する面法線(STLが元々持っている)の角度差を調べ,一定値以下なら法線ベクトルを平均する.
③平均を取った法線ベクトル正規化し単位ベクトルを頂点に設定する.
④すべての頂点について①~③を繰り返す.
⑤頂点に設定された平均化ベクトルをPovのSmooth-Triangeの法線ベクトルに渡す

例:
スムージング前

スムージング後


これでポリゴンの数が少なくても,それなりにきれいな曲面が得られる.
注意すべきは②のところで閾値をうまく設定しないと,もともと四角い形状で下のような変な面が表示されてしまう.


オリジナル(曲面にカクつきあり):




全ての面を平滑化(曲面はきれいになったが誤った法線が発生!平面部の表示がおかしい):





50°以下で接する面のみ平滑化(曲面はきれいになり平面の破綻もない):



CADアセンブリのPovレンダリング

今日はCGを試す.
以前からCAD部品をフォトリアルにCG出力できたらプレゼン用に良いだろうなと思っていて,
今回フリーソフトでどこまでできるかトライしてみる.

組み合わせはCocreateのCreo Elements/Direct Modeling Personal Edition Rev3.0
+Pov-Ray Ver3.7.

肝はSTLデータの受け渡しでこの部分を自作ソフトで行う.

STLは三角メッシュデータなので,Pov側ではmeshのsmooth-triangleで受けるのが良い.
CAD側はアセンブリ60部品限定縛りがあるため,大したデータ量にはならないと思っていたが,実際やってみるとデスクトップPCのメモリを食い尽くすほどの容量が必要になってしまった.
いったんは1部品1万ポリゴンまでで200部品までPov出力できるようになった。

テストに用いたモデル:
ステレオカメラ雲台
CADモデル

Pov-RayのCGレンダリング


クジラロボットの分解図
CADモデル

Pov-RayのCGレンダリング


レンダリングにはIBL+ラジオシティを用いている.
この手法はほとんど調整なしで写真のような画質を出力可能である.
Pov-RayがCPUマルチコア対応してくれたおかげで1,2分でレンダリングが終了する.
部品のアニメーションやカメラの移動なども簡単にできるようにしておきたい.

進展なし

ロボット三昧に戻るべく勇んで帰国後も,実はロボットの作成が進んでいない.
今週は雪が溶けたのでホームセンターまで買い出しに行った程度.
先週まではまったく身動き取れなかったので,一歩前進か.

雪の塩尻市内



このような状況になると車はおろか徒歩移動もままならない.
やっとのことでお店にたどり着いても,灯油や生鮮食品は品切れで無かったりする・・・


出張したタイのバンコクは半袖でも汗をかく陽気だったのが懐かしい.
冬だけ南国で作業できればよいのにと妄想してしまう.
滞在日程とデモの影響もあり,タイの秋葉は結局行けなかった.
おもしろい部品,謎部品がイロイロ置いてあると聞いて一度行ってみたかったのだが・・・.



バンコク市内 渋滞中・・・



バンコク市内 駅近くの繁華街 



バンコク市内 ショッピングセンター 




お寺らしき建物 



門のところに鎮座する像



バイクタクシーの待合所



科学館に展示してあった大統領専用機



プロフィール

もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
E-mail:
mo_ya_ne[a]yahoo.co.jp
[a]⇒@

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