フラグメントライティング

ここでは、フラグメントライティングについて説明します。

フラグメントライティングの計算式など詳細については、別途用意されている「CTR-グラフィックス入門」を参照してください。

フラグメントライティングとは

頂点処理から出力された情報に対して、フラグメント単位で陰影付けを行う処理のことです。

参照テーブルを使用することで、複雑なライティング表現ができます。

図 1 法線ベクトルを補間した頂点シェーダーからの入力値に対し、フラグメント単位に陰影をつけたイメージ

補足：
フラグメントライティングのクオリティはポリゴン密度の影響を受けません。

フラグメントライティングは、「頂点処理から入力された情報」をもとにして、「ライトとマテリアルの設定からライティングの計算」を行い、プライマリカラーとセカンダリカラーの 2 種類のカラーを出力します。

図 2 プライマリカラーとセカンダリカラーを出力するまでの流れ

プライマリーカラーとセカンダリーカラー

フラグメントライティングの設定

ここでは、フラグメント単位のライティングを行う際のライトとマテリアルの設定について説明します。

ライトの設定

表 1 ライトの種類ごとの設定項目

カテゴリ	項目	説明
ライトの色	アンビエントカラー ( 環境光 )	マテリアルのアンビエントカラーに影響を与える、ライトの色とアルファ値です。フラグメントライトで設定します。
	ディフューズカラー ( 拡散光 )	マテリアルのディフューズカラーに影響を与える、ライトの色とアルファ値です。フラグメントライトで設定します。
	スペキュラーカラー 0 ( 鏡面光 0 )	マテリアルのスペキュラーカラー 0 に影響を与える、ライトの色とアルファ値です。フラグメントライトで設定します。
	スペキュラーカラー 1 ( 鏡面光 1 )	マテリアルのスペキュラーカラー 1 に影響を与える、ライトの色とアルファ値です。フラグメントライトで設定します。
ライトの姿勢	位置	ライトの位置です。フラグメントライトにおいて、ワールド座標系で設定します。
ライトの姿勢	方向	ライトの方向です。フラグメントライトにおいて、ワールド座標系で設定します。アニメーションのついているノードと階層を組むことで、上位の階層から値を受け継ぐことができます。
ライトの減衰率	距離減衰	光の届く距離を減衰率で指定します。ポイントライトとスポットライトで使用します。
ライトの減衰率	スポットライト減衰	光の届く範囲を参照テーブルを用いた減衰率で指定します。スポットライトで使用します。
ハイライトの調整	ジオメトリックファクタ	スペキュラーの入り方を調整します。マテリアルの設定において、有効 / 無効を決めます。

使用できるライトの種類

図 3 フラグメントライトで使用できるライトの種類と各ライトの光の照射

補足：
使用するライトを増やすとフラグメントの処理負荷が大きくなります。

アンビエントライト

アンビエントライトは、ポリゴンモデル全体を均一に照らすライトです。そのため、ライトの方向や減衰などのパラメータはありません。

マテリアルの設定

表 2 マテリアルごとに設定できる項目

カテゴリ	項目	説明
マテリアルの色	エミッションカラー ( 放射色 )	物体を全体的に明るくする色です。マテリアルで設定します。
	アンビエントカラー ( 環境色 )	物体の陰側を表現する色です。マテリアルで設定します。
	ディフューズカラー ( 拡散色 )	物体表面の質感を表現する色です。マテリアルで設定します。
	スペキュラーカラー 0 ( 鏡面色 0 )	物体のハイライトを表現する色です。マテリアルで設定します。
	スペキュラーカラー 1 ( 鏡面色 1 )	物体のハイライトを表現する色です。マテリアルで設定します。
シーン全体の環境光	グローバルアンビエントカラー	シーンに配置された複数の物体全体をなじませる、環境光を表現する色です。フラグメントライトで設定します。
ハイライトの制御	分布 0	参照テーブルを使用することで、スペキュラーカラー 0 のハイライト形状を制御します。
	分布 1	参照テーブルを使用することで、スペキュラーカラー 1 のハイライト形状を制御します。
	反射	参照テーブルを使用することで、スペキュラーカラーの色を　R 、　G 、　B 、各成分ごとに制御します。
	フレネル	参照テーブルを使用することで、スペキュラーのアルファ成分を制御します。