シェーディング モデル

シェーディング モデルは、差し込むライティングをマテリアルが反射する方法を制御します。言い換えれば、マテリアルを構成する入力データを最終イメージの作成にどのように使用するかをコントロールします。

Unreal Enigne には、設定したマテリアルの外見を作り上げるための シェーディング モデル が豊富に備わっています。たとえば、Default Lit シェーディング モデルはほとんどのサーフェスに使用できますし、Clear Coat や Hair は、ライトと適切に機能して自然でリアルな外見が仕上げるための特別な種類のサーフェス用シェーディング モデルです。

Unlit (ライティング無し)

Unlit シェーディング モデルはカラーのエミッシブ (発光色) のみを出力します。火や照明オブジェクトなどの特別効果に最適です。このマテリアルの例は、シーンにライトをキャストして いない ことに注目してください。高いエミッシブ値がグロー効果を生み出しています。カメラに適用された汚れマスクも取り入れています。照らしているように 見えます が、このオブジェクトにキャストされるライティングやシャドウはありません。

Unlit シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Emissive Color
• World Position Offset
• Pixel Depth Offset

Default Lit

Default Lit は名前が示唆する通りデフォルト設定のシェーディング モデルで、おそらくユーザーが最も使用するモードです。 このシェーディング モデルは直接または間接のライティングの使用のみならず、反射にスペキュラリティ (鏡面反射) を利用します。

Default Lit シェーディング モデル使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Normal
• World Position Offset
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Subsurface

Subsurface シェーディング モデルはサブサーフェス スキャタリングの効果をシミュレーションします。これは現実世界に起こる現象で、ライティングは表面を貫通した後に表面のあらゆる場所でディフューズします。氷、ろうそく、皮膚などのオブジェクトに良く見られます。 Subsurface モデル (下記で説明する Preintegrated Skin モデルも同様) は Subsurface Color 入力に依存します。これはオブジェクトの表面下に存在する重要なカラーと考えてください。ライトが表面から散乱する時にこのカラーが見えます。人間の皮膚は濃い赤色を使用することによってしばしば良い結果が得られます。下記の Ice Elemental では、透過深度の感覚を得るために表面に濃い青緑色 (ライティングに基づいたさまざまな計算と共に) を使用しています。

Subsurface シェーディング モデルに関する詳細は、「Subsurface シェーディング モデル ドキュメント」を参照してください。

Subsurface シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Subsurface Color
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Preintegrated Skin

Preintegrated Skin シェーディング モデルはサブサーフェス モデルと良く似た性質をもっていますが、人間のキャラクターの皮膚を低いパフォーマンス負荷でレンダリングすることを対象にしています。このシェーディング モデルはサブサーフェス手法よりもレンダリングの負荷が若干低くなり、 多くの場合、キャラクターに洗練された効果をもたらします。以下の例は、キャラクターの皮膚に Preintegrated Skin シェーディング モデルが設定されています。

Preintegrated Skin シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Subsurface Color
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Clear Coat

Clear Coat シェーディング モデルは、スタンダードなマテリアルのサーフェス上に薄い半透明層のフィルムを持つマルチレイヤーのマテリアルをより適切にシミュレーションするために使用できます。それ以外にも、金属、非金属のサーフェスで使用できます。無色系の金属マテリアルの上に色がついた半透明の層を重ねるような表現に特化して設計されています。

例としては、金属の上にアクリルやラッカーのクリアコートが塗られていたり、色付きフィルムが被せられた飲料水の缶やクルマのペイントがあります。

画像のキラキラはクリアコートの機能ではなく、単純にマテリアルエディターで作ったベース素材であることに留意してください。

Dual-Normal Clear Coat

クリアコート レイヤーの下のサーフェイスに 2 つ目の法線マップを追加するオプションが Clear Coat シェーディング モデルに追加されました。このオプションを使うと、クリアコート レイヤーとは異なるジオメトリ サーフェスまたは反射面持つカーボン ファイバーなどの複雑なマテリアルも正確にモデル化ができるようになります。

Clear Coat シェーディング モデル使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Normal
• World Position Offset
• Clear Coat
• Clear Coat Roughness
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Subsurface Profile

Subsurface Profile シェーディング モデル は Subsurface モデルと Preintegrated Skin シェーディング モデルに非常に似ています。 しかし、よりハイエンドな皮膚のレンダリングを対象にしています。皮膚をシミュレーションしようとする場合、特に人間の皮膚の場合、これは最適なシェーディングモデルです。

Subsurface Profile シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Two Sided Foliage

Two Sided Foliage シェーディング モデルは、木の葉を光が通り抜ける時のようにサーフェスを光が通り抜けるようにしたことで、照らされた時のフォリッジをより自然で均一に見せるために実装されました。フォリッジ オブジェクトに対して Default Lit シェーディング モデルを使用すると黒に近い状態で表示されることがあります、これはまた、フォリッジをより本物らしく見せるために重要な光の透過はシミュレートしないためです。

Two Sided Foliage シェーディング モデルは、光がフォリッジを透過している幻想を与えやすくする非常に薄いオブジェクトを構成する Subsurface スキャタリング モデルの変化形を使うことで、これらの問題を解決します。他のシェーディング モデルを使用すると、正確な外見を表示できません。たとえば、以下の例のような Default lit を使用すると、表面の下側がほぼ黒に表示されます。これは、フォリッジを本物のように見せるために重要な光の伝達をシミュレートしていないためです。

Two Sided Foliage シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Normal
• World Position Offset
• Subsurface Color
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Hair

Hair シェーディング モデルを使うと、光の色を表すもの、および髪の色と光の色を混ぜ合わせたものなど、複数のスペキュラ 強調をシミュレートする自然な見た目の髪を作成することができます。

Hair シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Scatter
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Tangent
• World Position Offset
• Backlit
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Cloth

Cloth シェーディング モデルを使うと、クロスを最もよく模倣したマテリアルを再生成できます。クロスの表面の薄い「けば状の」レイヤーなどです。

Cloth シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Fuzz Color
• Cloth
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Eye

Eye シェーディング モデルは、目の生物学的な各部分に芸術的な制御をほどこしながら目の表面をシミュレーションするために使用します。シェーディング モデルは高度な技術であり、シェーダーのコード、マテリアル、ジオメトリの形状、およびジオメトリの UV レイアウトとの間に非常に強い従属関係を持たせるように開発されました。

シェーダー開発で幅広い経験がない場合は、このシェーダーを使って何もないところから目を作るのはお勧めしません。本物のような人間の目の作成に興味がある場合、Epic Games Launcher の [Learn] タブで使用できる Digital Humans サンプル プロジェクトから目のジオメトリを取り出すことを推奨します。今ある プロジェクトで目のジオメトリに割り当てたマテリアルを使って、目的に合うように必要なテクスチャを置き換えます。

Eye シェーディングを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Iris Mask
• Iris Distance
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

Single Layer Water

Single Layer Water シェーディング モデルを使うと、Opaque Blend モードを使用しながら、透明な水面のエフェクトを作成することができます。これにより、Transparent Blend モードを必要とするマテリアルを使用する際の負荷と複雑さを低減します。

Single Layer Water シェーディングを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Ambient Occlusion
• Refraction
• Pixel Depth Offset

詳細は「Single Layer Water Shading Model」を参照してください。

Thin Translucent

Thin Translucent シェーディング モデルは物理ベースの透過マテリアル タイプをサポートします。スペキュラとバックグラウンド オブジェクトを正確に処理する本物のような着色ガラスを作成することができます。

例えば、着色ガラス マテリアルを作成する場合、白いスペキュラ ハイライトを追加しそれを背景に色付けする必要があります。このシェーディング モデルは、空気からガラスとガラスから空気への光のバウンスを考慮した物理ベースのシェーダを使用して、単一パスでレンダリングします。

Thin Translucent シェーディング モデルを使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Opacity
• Normal
• World Position Offset
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset

From Material Expression

From Material Expression (Per-Pixel) シェーディング モデルは、マテリアル グラフ内のロジックを通じて、複数のシェーディング モデルを単一のマテリアル (またはマテリアル インスタンス) にまとめることのできる上級者向けの機能です。

[Shading Model] を [From Material Expression] にせて地すると、Shading Model 入力が使用可能になり、マテリアル グラフの Shading Model ノードを使って設定できるようになります。

From Material Expression を使用時は以下の入力値にアクセスできます。

• Base Color
• Metallic
• Specular
• Roughness
• Emissive Color
• Normal
• World Position Offset
• Ambient Occlusion
• Pixel Depth Offset
• Shading Model

ユースケースの例は、From Material Expression シェーディング モデルをご参照ください。