TRONと3DCG

　新宿のある靴屋に行ったら、TRONの絵が入った靴を発見しました。
TRONってかなり古い映画ですが、YouTubeを探ったらTrailer映像がありました。

http://www.youtube.com/watch?v=V2u9Q0mzcM8

　Wikipediaで調べてみると、1982年のかなり古い映画なんですよね(しかもディズニー)。

　TRONって当時3DCGを使ったことでかなり有名になった訳なんですが、当時としては結構すごい技術だったんですよ。そんな訳で、3DCGの歴史をちょっと紐解いて見ましょう。

◆ワイヤーフレーム

3Dの基本中の基本で、三次元座標系に書かれた点と、点と点を繋ぐベクトルだけで構成された3D画像。これだけでも動けばそれなりに3Dとしての感じが出ます。

◆フラットシェーディング

ワイヤーフレームに色つきの面を付加した物。重要なのは色とかじゃなくて、裏面や手前の物体によって背景の物体が隠れているってところが、ワイヤーフレームから一歩技術的に進化している。

◆スムージング

フラットシェーディングに対して、スムーズシェーディングって言った方がいいかもしれない。画像は「球」だけど、結局は四角い「面」の集まりな訳で、「面」の角度によって陰影を付けるとフラットシェーディング。
　その「面」に当たった光の反射角(法線って言う)を一定の角度に反射させないで、面の外側ほどに法線を少しずつ外側にを傾けると、こういう滑らかな効果が得られます。まぁ、そういう技術。

◆レイトレーシング

フラット/スムージングは、面の角度によって面の色を変えているだけだけど、レイトレーシングは「光の進む方向」をちゃんと演算して画像に反映する技術。つまり、ある方向から来た光の線が、特定の面にぶつかった時にどの方向に反射するか、さらにその光の線が次にどこに反射するか…というのを繰り返し計算してる(無限に繰り返すときりがないので、普通は途中で切り上げちゃう)。
　また、面の反射率(鏡のように反射率の違いもあれば、色によっても違う)も計算されるので、反射を繰り返す毎に減衰とかもしてる。
　結果的に、通常のシェーディングに反射と影が反映される技術がレイトレーシング。



 

◆テクスチャマッピング

自然界の物体をすべて色とベクトルで表現をするのは無理があるので、細かいところは画像を貼り付けて誤魔化す技術(言い方は悪いけど、本当に誤魔化してる。最近はさらにベクトルを増やしてリアリティがアップしてるし)。

◆バンプマッピング

テクスチャの画像がを、色別に凹凸していると仮定して、テクスチャ画像に陰影表現を加えて貼り付けるのがバンプマッピング。
　左の画像はかなりデコボコに見えるけど、そういう目の錯覚を起こさせるようにテクスチャ画像を変化させているだけで、3Dデータ的に細かくデコボコはさせていない。


…と、長々と書いてしまいましたが、ちょうど私が初めてGETしたパソコン(SHARPのX-1)でしたが(1988年)、上記の「レイトレーシング」画像を一枚表示するのに、計算に丸一日かかりました。
　TRONはフラットシェーディングが主らしいですが、それにしても1982年だったので、当時としてはすごい映像だった訳なんですよ。

　Wikipediaをよくみると、

しかしそれでも、コストや納期の都合で仮想世界シーンを完全にCGで作成する事は出来ず、多くのシーンで手描きのアニメーションが代わりに用いられた。

ともあるので、やはりいかに大変だったかってことですね。