Houdiniでは、シーン内に何もライトがないなら、レンダリングで何かを表示できるように、シーンを照明する必要があります。

物理ベースのレンダリング(PBR)は、シーン内のライトの跳ね返りをリアルにシミュレーションします。 跳ね返ったライトに当たったサーフェスのみが照らされるので、“自動的に”シャドウをレンダリングします。 つまり、シャドウを有効にするのに何もする必要がありません。これは物理ベースのレンダリングの“自由な”副次的結果です。

古いレンダリングエンジン(レイトレーシングとマイクロポリゴンレンダリング)を使用した場合は、シャドウはレンダラーで“余分な作業”としてシミュレーションしなければなりません。 これらのエンジンを使えば、可能であればシャドウをオフにし、シャドウマップなどの“トリック”を使用して、レンダリングを高速化します。

どのオブジェクトがどのライトからシャドウを落とすのか制御するには、Light Bankの使用方法を参照してください。

PBRレンダリングは、シャドウ、反射、Irradianceなどを“自由に”生成できる一方で、確率的な本質の欠点として、 ノイズ が発生します。 PBRレンダリングのノイズを減らす方法は、品質の設定のページを参照してください。

• エリアライト(長方形や球など)と環境ライトは物理ベースのレンダリングで使用するのに非常に効率的です。

• 典型的なライティングでは、キーライトにエリアライト、バウンスにエリアライト、フィルライトにエリアライト、反射に環境ライトをセットアップします。

• エリアライトは、よく使用します。

• レンダラーは光の物理特性をシミュレーションするので、ライトとジオメトリとの直感的な相互作用をセットアップして、レンダラーの“トリック”を使わなくても、色の付いた光のゼリー、 cucoloris 、 gobo ジオメトリ、バウンスカード(他のエリアライトをセットアップする方が簡単ですが)などの現実世界の映画のライティングのたくさんのテクニックを再利用することができます。

• 昔は、シェーダのトリックを使って霧の中の街灯や雲間からの光を誤魔化してしました。しかし、PBRでは、実際に非常に強力なライトをセットアップして、非常に低解像度で非常に薄い密度の明るい色のボリュームによって光を飛ばすことが簡単にできます。

• 物理的に正しい光の保存則でライティングするか、線形的な“芸術的な”ライトを使うか決めたい場合があります。完全に物理的に正しいライトを使うのであれば、 Normalize Light Intensity をオフにして、 Attenuation を“Physically Correct”に設定します。

• テクスチャマップを形状や色の付いたライトに追加することもできます。

• グローバルイルミネーション/Irradianceを表現するには、Indirect Lightを追加して、Mantraノードの Properties ▸ Shading ▸ Diffuse Limit の値を上げれば、たくさんの光が暗い領域まで跳ね返ります。

• 補助照明を使うとシーンの見た目に大きく違いが出ます。

  以下の画像は直接照明だけを使ってレンダリングしました:

  

  以下の画像は直接照明と間接照明を使ってレンダリングしました:

  

  物理ベースのレンダリングを使って間接照明を行なう方法は2つあります。パストレースを使って長い光路をレンダリングするか、または間接光をフォトンマップにキャッシュ化してから、そのマップからファイナルギャザーを実行するかのどちらかです。

• 接触部分のシャドウに問題(非常に暗い、またはノイズがある)があれば、オブジェクトの下に薄暗いエリアライトを配置することで、誤魔化すことができます。

• Mantraで生成するZ-Depth ShadowsとDeep Shadows用に.ratフォーマットを常に使用してください。.ratフォーマットは、.picファイルと比べてより高い品質のテクスチャと、より効率的なメモリ管理をサポートしています。

• サーフェスにシャドウを落とす (シャドウを“受ける”)ようにしたくない場合、そのことを念頭にサーフェスシェーダを記述しなければなりません。シェーダにisShadowRayVEX関数を使えば、レンダラーがいつシャドウを計算するのか指定することができます。

• 不透明なオブジェクトが色の付いたシャドウを落とす方法がいくつかあります:

  • 2つの光源をお互いに親子化します。1つのライトはシャドウを投影し、もう1つのライトはシャドウを投影しません。シャドウを投影しないライトにはシャドウのカラーを設定、シャドウを投影するライトにはシャドウの 補色 を設定します。

    例えば、緑のシャドウを作るには、シャドウを投影しないライトのカラーを0, 1, 0、シャドウを投影するライトのカラーを1, 0, 1に設定します。シャドウを投影しないライトはオブジェクトオブジェクトを通過します。

  • VEXにカスタムシャドウシェーダを作成します。シャドウが投影される前にライトのカラーを照合して、シャドウを計算し、元のカラーとシャドウカラーをブレンドすることができます。

  • サーフェスシェーダを修正して、シャドウを作成するときのみオブジェクトを透明にすることができます。これはサーフェスを通過する光がシャドウに 追加される ことを意味します。つまり、オブジェクトが光を伝達するようになります。

以下に Lights and Cameras タブにあるライトのタイプを簡単に説明します。どのライトも同じLightノードを配置しますが、仕様が異なっています。とはいえ、Ambient Lightは他の5つのライトとは全く違うのでAmbient Lightノードを配置します。

パラメータの詳細は、Light templateを参照してください。

カテゴリとマスクの両方には、オブジェクトやライトのセットを指定する方法が用意されています。

マスク はオブジェクト名を使ってメンバーを決定し、Houdiniでオブジェクト展開と同じセマンティクスを使用します。例えば、/obj/geo*,^/obj/geo1。Light Linkerはオブジェクトパラメータ内のマスクを修正することで機能します。

膨大な量のシーンでインスタンス化する時、カテゴリで物にタグを付けておけば、操作が簡単になり、効率的です。

オブジェクトのパラメータエディタ( Render タブの Shading サブタブにある Categories パラメータ)で カテゴリ を指定することができます。オブジェクトは複数のカテゴリに属することができます。カテゴリを複数指定する場合は、カンマやスペースで区切ります。カテゴリは、Webアプリケーションの タグ のようなものです。ライトとオブジェクトに“タグ”を付けて、タグに論理和(OR)、論理積(AND)を使うことで、ライトのリンクを制御することができます。

(マスクとカテゴリの両方を指定すると、Mantraはそれらに共通するものを使用します。)

例えば、ライトの Categories には、keylight, shadower, distantを設定します。これはライトがkeylight、shadower、distantの一部になります。これにより、これらのカテゴリが使えるようになります。

カテゴリエクスプレッションは、1つ以上のカテゴリ名を記述します。名前を複数指定するときは、名前を&(and)または|(or)シンボルで結合します。例えば、keylight|distantと記述すれば、keylightまたはdistantのどれかのカテゴリを持つオブジェクトすべてを指定します。一方、keylight&distantと記述すると、keylightとdistantの両方のカテゴリを持つオブジェクトのみを指定します。

カテゴリエクスプレッションは、現在のバージョンでは括弧によるグループはサポートしていません。カテゴリエクスプレッションは左から右に処理され、&(and)は|(or)よりも優先順位が高いです。つまり、

a & b & c | d & e | f | g & h

は、次のカテゴリエクスプレッションと同じになります。

(a & b & c) | (d & e) | f | (g & h)

例えば、カテゴリパターン- | fooは、fooのカテゴリのタグが付いたオブジェクト または カテゴリ化されていないオブジェクトに一致します。

LightとEnvironment Lightのオブジェクトには、 Lighting Contribution パラメータがあります。これは、スペースで区切ったコンポーネント名のリストです。

• コンポーネントは、BSDFを生成するVOPの Label パラメータを使ってシェーダ内で名前が付けられています。Houdiniに含まれているシェーダは、diffuse、reflect、coat、refract、volumeなどのコンポーネント名を使用します。

• 仮想ラベルdirectとindirectを使って、サンプルが直接または間接の光線のどれかに基づいて、ライトのcontribution(寄与度)を制御することもできます。

これは、非現実的なライティングセットアップで役に立ちます。例えば、シーン内に非常に多くのフィルライトがあり、それらのライトを光沢のあるオブジェクトのハイライトとして表示したくないのであれば、それらのライトが反射率に寄与しないように設定することができます。

パラメータには、カテゴリの構文を使って、名前の合致、結合、削除をすることができます。例えば、 diffuse|volumeや-diffuse & -volume。

環境ライトでは、特定のシーンのジオメトリを“Portal Geometry”に指定することができるので、外から光が入ってくる窓を表現することができます。

Portal Lightツールは、ジオメトリを選択して、ジオメトリをPortalに設定した環境ライトを作成します。

標準の円錐やポイントのライトの代わりに、ライトシェーダ、独自にコードを記述したライトを使うことができます。HoudiniにはVEXでコードを記述した特別なライトが用意されています。

1. ネットワークエディタのシェーダレベルでTabメニューを使ってライトシェーダを作成します。

   ライトシェーダを含むシェーダは、使用するレンダラーに特化しています。名前がVEXで始まるシェーダは、Houdiniの標準のMantraレンダラーでレンダリングします。名前がRManで始まるシェーダは、RenderManで動作します。

2. ネットワークエディタのオブジェクトレベルでTabメニューを使って Light Templateを作成します。

3. Light Templateのパラメータエディタの Render ▸ Shaders ▸ Light Shader パラメータに、作成したライトシェーダのパスを入力します。