『残像の光線追跡』の残像
Persistence of Vision Raytracer

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2006/2/26
製作中のものの副産物を少しずつ公開していこうと思います。 下の奴が第一弾です。廊下から教室を覘いたよって感じ。 まだ背景を作ってないのでオブジェクトだけだけど、 まあまあ雰囲気は出せてると思います。 まだプリレンダの段階のなので、これ位なら十分位で計算は終了します。 ラジオシティかけると、一時間、蛍光灯つけると、数時間掛かります。 テキストモデリングの根性見せちゃる、という心意気ですね。
直感的なモデラーって便利な事もあるけど、自由が利かない事が多かったりします。 その点、スクリプトで完全にコントロールできるので、POV-RAYは余計な事をしない 良いレンダラーだと思います。ビックリするかも知れなけど、 これらは全てソリッドモデルで出来てます。 CSG（ブーリアン関数みたいな物）で抜いて作ってるんですよ。 表面だけじゃ無くて、中身もちゃんとつまってるって事です。 テキストモデリングでも、3DCAD並のviewerさえ付いていれば、もっと楽なんだけどな。 色んな外部モデラーを試したけど、満足できるモノは無く、 結局、打ち込みでシーンファイルを作って、 ごく一部の小物のイメージ（勘合とか）を作るのに、 とあるふるーいビルダ（POVSB、現在入手不可）を使っとります。 まあ、まだ入り口に辿り着いた段階ですが、 最終目標のビジョン通り、順調に進行しています。 これからまだまだ続きます。


カーテンつけたとこ。これはラジオシティかけて蛍光灯も点いてます。 カーテンの間から、体育館が見えております。 カーテンは縫い目から光が透けて、机と椅子は適度に配列を乱してあります。 掲示板のモアレ対策が今後の課題です。 なんか、マダチョット殺風景だよね。

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2006/3/2
前回の課題だった、掲示板のモアレとカーテンの艶を改善しました。

モアレの方はquiltedを浅くして、 カーテンの方はspecularで表面の細かな光沢を出しました。 ぐっとリアルになりましたね。このカーテンは唯一isosurfaceを使っています。 でも裏地もちゃんと作って、緑にしてあるんですよ。 掲示板にプリントなんかを張ったり、 机に筆箱のせたりすればもうチョット臨場感が出るかな。

夜の学校。 ちょっと、fogと透過光をいじって怖い雰囲気に ground fogの使い方ってとても難しいんですが、 ラジオシティと組み合わせてうまく使うと、 写真よりもリアルになったりします。 試行錯誤でやってる内は、時間が掛かってしょうがありませんが、 勘がつかめると、何にでも直ぐに応用できます。 そろそろ、校庭も作らなきゃね でもその前に、1階のピロティや階段を作らないと･･･

座標を間違えて教室に体育館の壁が突っ込んだ図。 反射光沢がベニア板の白ペンキの様で、 まるで、工事中の教室のよう

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2006/3/4
落ち着いて、色々な角度から見てみると、おおっ！

･･･と言うことで今回は廊下の末端処理です。 バグを修正して末端を綺麗に面だししました。

よしよし、ここに綺麗な壁を張ってやって、非常口をくり抜いてやると、

おー、それらしくなってきました。 壁抜きは非常に使用頻度が高いテクですが、 CSGで抜く時は必ず少し大きい抜き型で抜きます。 抜き型の面が重なっていると、その面は残ったりします。要注意です。 それでは小物のモデリングです。

ノブはコーンから球を抜いてRを形成します。 全部latheで作っても良いかも知れませんね。 錠はtorusで縁を作りました。 ま、引いて見ればこんなもんで十分でしょ。

やっとドアが張り付きました。一安心ですね。 廊下側から見るとこんな感じです。

非常灯とか、色々小物が張り付いてます。 廊下はマダチョット作りこめてないので、不満だらけですが、 細かい所は後から修正していけば良いのです。

そしてついに、非常階段が取り付きました。 バンザーイ、非常口周辺完成です。 んー、こうやって見ると校舎らしく見えるでしょ。 中はめちゃくちゃだけど･･･ 階段については次回、詳しく解説します。


校舎から教室だけ除いた図。 蛍光灯が宙に浮いてます これだけの数の光源がある訳だから計算が遅いのは当然ですよね。 もちろん、本チャン以外は、殆ど切って作業しますけどね。

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2006/3/16
今回は予告通り階段をやります。
結構、難しいと感じてしまうのは、 横板張りと、斜めカットと、末端処理です。 先ず、ただの階段を作ってみます。boxをずらして並べるだけです。 whileで繰り返しても良いですね。簡単、簡単。

一旦45度傾けて、階段を寝かせます。 そして、適当に大き目のboxで下のほうを切り取り階段の裏面を平らにしてやります。

更に横板を当てます。両側に一枚ずつ、そして45度戻してやってください。

そして、横板のはみ出し分をboxで抜き、cylinderで手摺をつけます。

これで階段半周期分完成です。union（又はmerge）でこれを一つの階段ユニットにして、 踊り場や、反対向けた階段ユニットで繋げて行くと･･･、

はい、階段完成デース。 早速、校舎に取り付けてみましょう。 その前に、先ずは囲いやガラス、屋上の出入り口を作ってみました。

ドアは、前回使ったやつの使い回し。 では校舎の壁を削って、手摺を付けてから、階段合体。
　
上手い具合に取り付きました。では全体像をご覧下さい。

横で見ていた嫁さんが、「予備校みたいだ」と言っておりますが、 関係ないのです。新設の私立校なのです（きっぱり）。


ガラスとか、金属とか書かせたら、市販品でもこの品質は出ませんよ。 やっぱりPOVrayは凄い！

うひゃー、やっぱり私立、凄い金掛かってるねー。 私、幼稚園から大学まで私立に通った事は一度もありませんので、 凄い偏見持ってるかも。


記憶の中にある、下校間際の教室の風景。 こういう味の有る絵をかける様になる事も この壮大なプロジェクトの目的の一つです。

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2006/3/26
今回は玄関。 先ずは、一階の一教室を抜き、屋根なんかを付けます。

次は、下駄箱。寸法計算を念入りにしておけば、 while〜endの入れ子でぴったっと隙間無く埋められます。 取っ手の部分はプラスチックの質感を出す為に finishのspecular、roughnessをうまく調整します。

中板もちゃんと付いてますよ。 ドア回転は、原点座標近くで蓋を組み立てておいて、 回転軸とY軸を合わせ、当該軸周りに回転させれば蓋は開きます。 その後、所定の位置に移動させれば良いんです。
ちなみに、この蓋の回転角度や、教室の机や椅子、黒板消しの 位置・回転バラツキは全て、乱数を使っています。 では、この下駄箱を並べて玄関を作っていく様子を アニメーションでご覧下さい。

ドアの回転は、前述した通りです。
次に小物です。傘立て、すのこは定番ですね。 車椅子の人に優しいslopeもちゃんとありますよ。


傘立てはwhile〜endをうまく使って抜いて作りました。 すのこには、ちゃんと木目テクスチャを張ってあります。 スロープの表面のストライプは、normalのmarbleを使いました。
では完成した、玄関をご覧下さい。先ずは、校舎の外から。

次は校舎の中から。

まだ、マットとか、色々小物のモデリングは残っていますが、ぼちぼちやっていきます。
あ、ちなみに、時間の設定も出来るようにスクリプトを組んであるので、 時間を指定すると自動的に光源の位置や色味が変わる様になっています。
ちゃんと18:00を超えれば夜になるように設定してあるんですよ。
もちろんランダムにすることも出来る。 面白いでしょう、POVRAYって。
久しぶりに、教室に戻ってきてみると驚いたね。

なんと、教室にモノリスが。（マジで焦りました）
おお、私のバーチャルリアリティの世界にも、 ついに神の進化への誘いか？
で、恐る恐る、見回してみたところ･･･

下駄箱でした。･･･なんだよ。
スクリプトを貼り付けるときに、 元のファイルに残してあったobjectが消えてなかった様子。
つまりこの位置が原点座標って事なんです。
だから、体育館の壁が突っ込んだりする訳です。
呪われた、可愛そうな座席ですね。
こういう事、良く有ります。皆さんも気をつけてくださいね。

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2006/4/2
屋上が出来たのでご案内しま〜す。

夜の屋上はとても雰囲気が良いです。 え、そんな時間に屋上に入れないって？ 天文部は夜の屋上で天体観測するんですよ。知りませんか？

全景です。まだチョット殺風景なんで、給水タンクと花壇でも置こうかと思ってます。 屋上に花壇って、どうなんでしょう？ 某フリーAVGに、屋上の花壇の世話をする女教師が出てきますが、現実に存在するのでしょうか･･･。

今回の主役は手摺と外灯、そしてベンチです。 手摺は、もう何度も出てきたので、解説するまでも無いでしょう。 cylinderとshpere（エッジのラウンド）で作っていきます。 もちろんwhile〜endで簡単に出来ちゃいます。

外灯は、チョット面倒ですが、boxからboxを抜いてガラスとフレームを作りあげます。 ガラスのフィニッシュには、
irid{ 〜 thickness 〜 turbulence 〜 }
を使います。するとこんな風に･･･

虹色の模様が出たりします。
上の傘の部分は、
prism { conic_sweep linear_spline〜}
でピラミッドを二個重ねただけです。 ポールの模様は、torusです。

一番問題なのはベンチです。 簡単なベンチなら、boxでも出来るでしょうが、 それじゃあ味気ないですよね。 此処は優雅な曲線美を持たせてみようじゃありませんか。
流石に、こういう勘合が難しいオブジェクトはモデラーの力を借ります。 先ず最初に、prism{ linear_sweep linear_spline〜を使ってフレームを作ります。 こんな感じです。

これを横に三本並べるわけです。

その上に、木の板をフレームに沿って並べていきましょう。

この作業の為にモデラーが必要なわけです。 今回は此処までです。

この学校モデルは、自由度があります。 どれ位自由かと言うと･･･

こんな風に、高層ビル化した学校が作れます。 もはや、学校ではなく研究所の様な建築物。

もちろん縦にも横にも、自由自在。

笑うかもしれませんが、 私、横に伸びた校舎に通ってました。 廊下は100m以上です。 失敗建築物で、全国で唯一のデザインだったとか。 でも、味のある校舎でした。 今はもう有りませんが･･･

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2006/4/16
これまでここで色々作ってきましたが、 基本的に全部ソリッドプリミティブでやってきました。
それは、POVRAYがソリッドプリミティブに向いているレンダラーだからです。
これからも基本的にはこの姿勢を変えるつもりはありません。

今回はいよいよトイレをやってみようと思います。
トイレは本当に強敵ですよ。便器が在りますから。
あんな曲線ばっかりのものどうやって作れば良いのよ。
そんな時、頼りになるのはスプラインモデラーです。
ここでは、フリーの国産モデラhamapatch（HAMAKAZUさん）を使いました。
私にとってはspatchは使いにくく、POVRAYへのコンバートも不満でした。
その点hamapatchは非常に優秀で、 ほぼ思い通りのパッチプリミティブを作成できます。
使い方は簡単、三点か四点で面を作っていくだけ。
点を重ねる時に「右クリック」というルールさえ覚えておけば、 直ぐに使える様になります。
エッジのpeak、roundも自由自在。



そんな訳で幾つか必要なモデルを組み上げて見ました。





ピンク色の領域はモデルのサイズを調整するためにわざと重ねた物です。
何故か大きさはモデリング通りレンダリングされない事が多いので、 サイズの調整はレンダリングしながら合わせてます。
気を付けないといけないのは、こういったパッチプリミティブを多用すると、 必然的にmeshの数が多くなる為に、 parseの計算時間が非常に長くなってしまいます。
レンダリング時間が長くなるわけではありません。
だから出来るだけパッチプリミティブなオブジェクトは、 少ない方が吉と思っています。

とりあえずこれらを設置してトイレを作ってみます。
先ずは便器を並べて･･･



個室はこんな感じ。



用具入れのシンク



洗面台



どうでしょう。マダ手抜きだけど、それっぽくなってきたかな。

さて、トイレの内側は完成です。
右が男子、左が女子です。



外から見るとこんな感じね。



すりガラスの感じがイマイチ表現できてないですが･･･ まあぼちぼち修正してきます。

廊下から見るとこんな感じです。



分かりやすいでしょ。


教室に付き物のこんな物を作ってみました。



黒板消しを綺麗にするクリーナってなんて呼んでました？
これラーフルクリーナって言うらしいんですが、元々は鹿児島での呼び方だそうです。
私は単に「クリーナ」って呼んでた気がします。



だいぶ寂しくなくなってきましたが、まだなんか足りないですね。
やっぱ鞄とか教科書とか要るかな･･･

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2006/05/05
　今回を以て、奮闘記第一章を完了致します。
当初の予定通り、大まかなモデリングの生成が済み、メインシーンのプロトタイプが完成したからです。
これからはモデルのリファインに入ります。
それが済んだら、プロトタイプのメインフレームと部品を流用して、実用学校モデルを組んでいこうと思います。
この時、特別教室なんかも考慮して学校全体の設計を行います。

それでは第一章の最後として、POVRAYと背景画像の合成をやります。

POVRAYは出力オプションとして、アルファチャンネル(α-ch)を扱えます。
背景として設定してある所が見える部分は、全てα-chを利用して、透過設定できます。
コマンドラインに"+UA"を追加してください。
但し、反射で背景が見えているところは、α-chの対象にならない様です。

先ずはα-chを含む画像をPNG形式で生成（オプション"+FN"）

窓の部分がα-chに反映されています。

上の図の黒い部分が透過部です。濃さがそのまま透過率になっています。
写真加工ソフトで、これをマスクに設定しておきます。

背景画像はこれ（下図）を使ってみましょう。

大きさいじって重ね合わせると、こんな感じになりました
。
光の方向や影なんかで、色々簡単じゃないんだけど、手っ取り早く、使える絵を作るにはこの方法が近道。
インクルードファイルを使って背景もモデルで全て作れる事は作れますが、計算時間が馬鹿になりません。
TerragenやVueのような景観生成ソフトを使った背景も、この方法でならPOVRAYと合成可能です。


夜に教室の外から中を眺めてる感じ。



こういうの、使い道無くて困る。

･･･さて、此処までの成果の一部をフリー背景素材として、
別館「素材屋Taki」にて一般公開致しました。
こちらから、ご覧下さい。
現在の所、まだ貧弱ですが徐々に良くして行きたいと思います。ではでは。

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