【2021】精度の高いレンダリングとは?質を高めるコツ・方法・課題


by test

11月 15, 2021

質の高いレンダリングを行う際には、さまざまな要因が関わってきます。

どれだけモデルの精度が高かったとしても、レンダリングの精度が高くなければ質の高い画像を作ることは不可能でしょう。

本記事では、質の高い3DCGを作る際に関わってくる要因や、レンダリングの精度を上げる方法、コツについて詳しく解説していきます。

3DCGにおける精度の高いレンダリングとは?

3DCGにおける精度の高いレンダリングとは、主に解像度の高いレンダリングのことを指します。

解像度の高いレンダリングは少しわかりづらいので、一般的な2Dの画像をもとに話を進めていきましょう。

一般的な2D画像の解像度を理解できれば、3Dモデリングの解像度も理解できるからです。

ここで重要になるのはpxの理解です。

pxとは、画像の細かさを示す単位のことです。

2Dの画像においては、px数が大きくなればなるほど画質が上がり、繊細な画像になっていくという特徴があります。

つまり、3Dレンダリングでも同じように、解像度が上がればピクセル数が上がり、精度の高いレンダリングができるということになります。

ただし、レンダリングの精度が上がれば上がるほど、ファイルの大きさが大きくなるため、保存に時間がかかったり、共有がしづらくなったりというデメリットもあります。

精度の高いレンダリングを行う3つのコツ

ここでは、精度の高いレンダリングを行う3つのコツを紹介します。それぞれの方法について詳しく解説していきましょう。

  1. レンダリングの精度を上げる
  2. モデル自体の精度を上げる
  3. モデルの環境を整える

レンダリングの精度を上げる

まずは、レンダリング自体の精度を上げるという方法です。

具体的には、保存する際の解像度設定を少し触って、画質を整える方法です。

この方法は、少し設定をいじるだけでレンダリングの質が上がるので、最も手っ取り早い方法だと言えるでしょう。

ソフトによっても設定方法が異なりますが、今回はオープンソースで最も有名な3Dモデリングソフト「Blender」を用いて解説します。

  • サイドメニューの「寸法」をクリックする
  • 解像度Xを1920pxに調整する
  • 解像度Yを1080pxに調整する

このくらいの解像度にすれば、スマホやパソコンなど、さまざまなメディアを使って画像を確認した場合でも綺麗な画像を確認することができるはずです。

この解像度は、「フルHD」や「フルハイビジョン」と呼ばれ、この数値に合わせることが推奨されています。

もしくは、より高い解像度でレンダリングを行うなら、解像度Xを3840px、解像度Yを2160pxに調整すると、より高画質な4Kと呼ばれる解像度のレンダリングを行うことができます。

ただし、よっぽどでない限り「フルHD」や「フルハイビジョン」で事足りるので、3Dレンダリングで高画質出力するなら1920×1080に調整すれば良いでしょう。

モデル自体の精度を上げる

モデリング自体の質が悪いと、どれだけ高精度のレンダリングを行ったとしても、質の低いレンダリングになってしまいます。

たとえば、Blenderの場合「リメッシュ」を行わずにスカルプとモードでモデリングしていると、どうしてもローポリゴンのモデリングになってしまいます。

その状態でレンダリングを行えば、どれだけ質を上げてもローポリゴンのモデルがレンダリングされるので、質が低いと感じてしまうでしょう。

初心者でモデリングソフトの使い方がわからない状態だと、ハイポリゴンを目指しているのにローポリゴンになってしまうこともあると考えられるため注意が必要です。

モデルの環境を整える

モデルを取り巻く環境を整えることは、レンダリングを行う前の準備として非常に重要です。

モデリングが置かれているシーンを整えてレンダリングの精度を上げましょう。

たとえば、モデルにノイズが入っている状態や、カメラからモデリングまでの距離が遠くなっている状態だと、どうしても質が低くなってしまいます。

デノイズ機能を使ったり、ランプ・ライトの位置調整を行うことでモデル自体の完成度が上がり、質の高いレンダリングを行ったりすることができるのです。

モデル周りの環境も、レンダリングの質を上げる非常に重要な項目だといえるでしょう。

3DCGのレンダリング精度を上げる方法は5つある

ここまでは、3DCGで質の高いレンダリングを行う方法について解説してきました。

ここでは、より詳しく具体的な方法に迫ります。

レンダリングの精度が低い場合は、次の5つの方法を実践することで解決する可能性が非常に高いです。

  • ①レンダリング時の出力解像度をあげる
  • ②レンダラーを変えて解像度をあげる
  • ③ノイズを取り除く(デノイズノードを組む)
  • ④カラーマネジメントを適切に管理する
  • ⑤ランプやカメラの位置を調整する

それぞれの方法について詳しく解説していきましょう。

①レンダリング時の出力解像度をあげる

レンダリングの質を決める大きな要素として、レンダリング出力する際の解像度があります。

先ほどもお伝えしたように、px×pxでレンダリング出力の解像度が決まります。

px数が大きければ大きいほど繊細な画像になることは間違いありませんが、大きすぎるとファイルサイズが大きくなってしまうというデメリットもあります。

小さすぎず大きすぎないpx数を設定してレンダリングを行いましょう。

②レンダラーを変えて解像度をあげる

レンダラーを変えて解像度を上げるというのも一つの方法です。

レンダラーとは、レンダリングをする際に使用するソフトウェアのことで、データを形式に沿って描画するシステムのことを指します。

オープンソースのBlenderでは、標準レンダラーとして「Cycles」や「Eevee」「Workbench」というフォーマットでレンダラー が用意されています。

Blenderを使ってレンダリングを行っている方は、一度レンダーを入れ替えて、レンダリングしてみるとソフトウェアの違いを理解できるでしょう。

また、Blender以外のレンダラーは有名なものだと、NVIDIA社が作成しているIrayや、Autodesk社が発売しているArnold、Epic Games社が出しているUnreal Engineなどのソフトウェアがあります。

たとえば、PBR(Physical Based Rendering)のシステムをベースに利用したレンダラーなら、よりフォトリアルなモデリングを可能にすることができるでしょう。

また、トゥーンを基調としたレンダラーを利用すると、アンフォトリアルな2Dっぽいレンダリングを実現することができます。

これらの特徴を踏まえた上で、ソフトウェアを切り替えてモデルをレンダリングすると、まったく異なるアウトプットが行われるので、レンダリングの質が上がるケースが多いです。

③ノイズを取り除く(デノイズノードを組む)

ノイズを取り除くデノイズ機能というものがあります。

デノイズ機能を利用するとモデルのノイズを取り除くことができるので、より質の高いレンダリングを行うことができるでしょう。

たとえば、Blenderでは「デノイズノード」を活用してノイズを取り除くことが可能です。

具体的には、レンダリングの際にコンポジッドノードを調整してレンダリングを行うと、ノイズが除去されたレンダリング効果を発揮できるのです。

Blenderの場合はこのような仕組みでデノイズレンダリングを行いますが、Shade3Dの「AIノイズ除去」や3DsMaxの「Denoiser」などを利用してデノイズ機能を利用することもできます。

デノイズ機能を使えば、レンダリング画像のノイズをキャッシュできるので、質の高いレンダリングにつながる可能性が高いです。

④カラーマネジメントを適切に管理する

モデルのカラーマネジメントはレンダリングの質を決める、とても重要な要素です。

モデル自体の粗さや細やかさには影響しませんが、「見た目」を決めるためレンダリング画面に大きな影響をもたらします。

たとえば、NPRレンダリング(トゥーンレンダリング)の場合は問題ないかもしれませんが、フォトリアリスティックなレンダリングを行う場合、リアルの物体と異なる色味に調整してしまうと、どうしてもリアルではないように見えてしまうでしょう。

目的としているレンダリングの質から大きくかけ離れてしまう可能性もあるのです。

ちなみに、Blenderではカラーマネジメントは、サイドタブの中にある「カラーマネジメント」から調整が可能です。

「露出」や「ガンマ」「ルック」の部分をいじると、レンダリングするモデルが少しずつ変わることが理解できると思います。

このように調整することで、モデルの見た目が調整されるので、質の高いモデルに仕上がりやすくなります。

⑤ランプやカメラの位置を調整する

ランプやカメラの位置を調整することで、ビシッと決まったレンダリングができるので、出力の質が上がります。

ランプは、オブジェクトに対して当たる光を調整するオブジェクトのこと。写したい画面に対して適切な光を入れられると、レンダリングの質は一気に上がります。

たとえば、人のモデルをレンダリングするとき、顔に光を当ててレンダリングすると、どんな人物が画面に写っているかはっきりとわかるので、質の高いレンダリングに仕上がるでしょう。

また、カメラはいわゆる画角・構図を決める要素です。

伝わる構図にモデルがあると、質の高い画面という印象が生まれます。

ランプやカメラは丁寧に整えたモデルを強調させて、より質の高い画面に仕上げることのできる要素です。

モデリングは抜群だけど、画面設定がいまいちだとクオリティダウンしてしまうので、最後まで丁寧に仕上げましょう。

3DCGのレンダリング精度を上げる際に考えられる課題

ここまで、質の高いレンダリングを行うためのポイントを紹介してきました。

しかし、これらのポイントを踏まえてレンダリングを行うと、いくつかの課題が見えてくるはずです。

ここでは、その課題について先に触れておきたいと思います。

  • ①高精度のレンダリングは時間がかかる
  • ②レンダリング設備投資の資金が必要になる
  • ③途中でPCがクラッシュしてしまう可能性がある

この3つが質の高いレンダリングをする際に生まれる課題です。

詳しくお伝えしていきましょう。

①高精度のレンダリングは時間がかかる

高精度のレンダリングには時間がかかります。

どれだけ高いスペックのPCを活用したとしても、CPU・GPUが1つだけの場合、レンダリング速度には限界があるでしょう。

たとえば、小学1年生が宿題をするのと、大人が10人がかりで課題をするのとではどちらの方が早いでしょうか?

圧倒的に大人10人の方が課題にかかる時間は少ないはず。

この状況と同じことが、レンダリングでも起こっています。

自前のPCでレンダリングをするのは、小学1年生が宿題をやるのと同じようなことであり、時間がかかってしまうのは当たり前です。

時間を短縮するためには、より高性能なPCを複数用意し、フル活用してレンダリングを行う必要があるでしょう。

②レンダリング設備投資の資金が必要になる

レンダリングの課題の2つ目として、資金面での問題があります。

先ほど、レンダリングにはスペックの高いPCを複数台用意して、レンダリングをする必要があるとお伝えしました。

しかし、そこで問題になってくるのは、レンダリングをするために必要なPCの費用です。

仮に1台20万円だとしても、10台用意すると200万円の資金が必要になる計算です。

法人としてレンダリングを行う場合にはそれでも問題ないかもしれませんが、個人でレンダリングをする際は師君不足に悩まされることでしょう。

③途中でPCがクラッシュしてしまう可能性がある

3つ目の問題点としては、レンダリングを行っている最中にPCがクラッシュしてしまう可能性があるということです。

PCのスペックが足りていないと、レンダリングが途中で止まってしまうケースがあるのです。

最悪の場合、PC自体がダメになってしまい、モデリングデータ自体が復旧不可能になってしまうケースもあり得ます。

個人でレンダリングを行う人にとって、PCのクラッシュはとても痛い問題です。

この点も、質の高いレンダリングをする際の課題となっています。

まとめ

高精度のレンダリングを行うためのコツや、具体的な方法について解説しました。

今回お伝えした内容をもとにレンダリングを行えば、より質の高いレンダリングを行うことが可能でしょう。

ただし、質の高いレンダリングを行うためには3つの課題があるということをお伝えしました。

  • ①高精度のレンダリングは時間がかかる
  • ②レンダリング設備投資の資金が必要になる
  • ③途中でPCがクラッシュしてしまう可能性がある

これら3つを解決する方法として、クラウドレンダリングサービスを利用する方法があります。

クラウドレンダリングを利用すれば、クラウド上で質の高いレンダリングを行うことができるので、PCのスペックやレンダリング設備投資は必要ありません。

もちろん、ご自身のPCがクラッシュしてしまうこともないでしょう。

中でも、当社モルゲンロットのサービスである「Render Pool(レンダープール)」を利用すると、コスト・操作性の面で最高のレンダリングをすることができるでしょう。

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