BSDF Shader と Light Path

各 BSDF シェーダがどのような成分を作るのかを視覚化するために、各 BSDF シェーダ と Light Path との関係をテストしてみました。
各結果を、以下の 2 パターンで比較してあります。

テストモデル

テストモデル空間の環境は以下の通りです。
  • World Output に Light Path ノードを絡ませ、指定した Ray (レイ、光線) に反応した部分が赤くなり、そうでない部分が青くなります
  • Floor (床面) は、マンセル N9.5 相当の白 (Hex:1C1C1C)
  • 光源は Light Path ノードが絡んだ World Output のみ
テスト使用データ : BSDF_Shader_Test2.zip
いずれも Full Global Illumination プリセットで、200 Samples を GPU にてレンダリングしました。
また、粗さ (Roughness) を変更することでレイタイプの割合に変更がでてくるシェーダでは粗さを変えもテストしてみました。

BSDF シェーダの比較

Roughness はすべて 0.0 です。

通常の World Output

Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_nomal.png Shader_GlossyS_nomal.png Shader_GlassS_nomal.png Shader_Translucent_nomal.png Shader_Transparent_nomal.png Shader_Velvet_nomal.png

Is Camera Ray

いずれも、背景の環境光しか反応していません。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_caRay.png Shader_GlossyS_caRay.png Shader_GlassS_caRay.png Shader_Translucent_caRay.png Shader_Transparent_caRay.png Shader_Velvet_caRay.png

Is Shadow Ray

いずれも反応していません。
…というか、どうやっても表示できませんでした。まだ機能していないのでしょうか？
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_shRay.png Shader_GlossyS_shRay.png Shader_GlassS_shRay.png Shader_Translucent_shRay.png Shader_Transparent_shRay.png Shader_Velvet_shRay.png

Is Diffuse Ray

拡散反射した部分が赤く表示されています。
Is Glossy Ray と同時に見ると、背景以外で青く表示されている部分が Glossy (光沢反射) だということが分かります。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_diRay.png Shader_GlossyS_diRay.png Shader_GlassS_diRay.png Shader_Translucent_diRay.png Shader_Transparent_diRay.png Shader_Velvet_diRay.png

Is Glossy Ray

光沢反射した部分が赤く表示されています。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_glRay.png Shader_GlossyS_glRay.png Shader_GlassS_glRay.png Shader_Translucent_glRay.png Shader_Transparent_glRay.png Shader_Velvet_glRay.png

Is Singular Ray

ちょっと特殊な Ray で、光源から直接来た Ray か、Distribution が Sharp に設定してある Glossy BSDF か Glass BSDF に光沢反射した Ray だけが反応しています。
Glossy BSDF、Glass BSDF ともに、Distribution を Beckmann や GGX に設定している場合は、この様な反応はありません。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_siRay.png Shader_GlossyS_siRay.png Shader_GlassS_siRay.png Shader_Translucent_siRay.png Shader_Transparent_siRay.png Shader_Velvet_siRay.png

Is Reflection Ray

表面で反射した Ray が反応しているようです。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_reRay.png Shader_GlossyS_reRay.png Shader_GlassS_reRay.png Shader_Translucent_reRay.png Shader_Transparent_reRay.png Shader_Velvet_reRay.png

Is Transmission Ray

透過して反射した Ray が反応しているようです。
Diffuse Glossy-Sharp Glass-Sharp Translucent Transparent Velvet
Shader_Diffuse_trRay.png Shader_GlossyS_trRay.png Shader_GlassS_trRay.png Shader_Translucent_trRay.png Shader_Transparent_trRay.png Shader_Velvet_trRay.png



各シェーダでの詳細比較

Roughness の違いで Ray に違いがでる場合は、Roughness も変更して比較してます。

Diffuse BSDF

  Roughness 0.0
通常の World Shader_Diffuse_nomal.png
Is Camera Ray Shader_Diffuse_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_Diffuse_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_Diffuse_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_Diffuse_glRay.png
Is Singular Ray Shader_Diffuse_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_Diffuse_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_Diffuse_trRay.png

Glossy BSDF

Glossy BSDF にある 3 つの Distribution は、それぞれで Ray の処理が異なったため、3 タイプ共テストしました。
また、Roughness を変えることでも雰囲気が変わりましたので、Roughness を 0.0、0.5、1.0 としてテストしました。
Beckmann と GGX は Roughness が設定されているときに若干表現が変わってきます。
GGX の方が全体的に暗めに表現される傾向が見られます。
Sharp では、Roughness オプションは無効なので、Roughness 0.0 のところでしか表示してません。
Roughness 0.0 Beckmann GGX Sharp
通常の World Shader_GlossyB_nomal.png Shader_GlossyG_nomal.png Shader_GlossyS_nomal.png
Is Camera Ray Shader_GlossyB_caRay.png Shader_GlossyG_caRay.png Shader_GlossyS_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_GlossyB_shRay.png Shader_GlossyG_shRay.png Shader_GlossyS_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_GlossyB_diRay.png Shader_GlossyG_diRay.png Shader_GlossyS_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_GlossyB_glRay.png Shader_GlossyG_glRay.png Shader_GlossyS_glRay.png
Is Singular Ray Shader_GlossyB_siRay.png Shader_GlossyG_siRay.png Shader_GlossyS_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_GlossyB_reRay.png Shader_GlossyG_reRay.png Shader_GlossyS_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_GlossyB_trRay.png Shader_GlossyG_trRay.png Shader_GlossyS_trRay.png

Roughness 0.5 Beckmann GGX
通常の World Shader_GlossyB_nomal0.5.png Shader_GlossyG_nomal0.5.png
Is Camera Ray Shader_GlossyB_caRay_0.5.png Shader_GlossyG_caRay_0.5.png
Is Shadow Ray Shader_GlossyB_shRay_0.5.png Shader_GlossyG_shRay_0.5.png
Is Diffuse Ray Shader_GlossyB_diRay_0.5.png Shader_GlossyG_diRay_0.5.png
Is Glossy Ray Shader_GlossyB_glRay_0.5.png Shader_GlossyG_glRay_0.5.png
Is Singular Ray Shader_GlossyB_siRay_0.5.png Shader_GlossyG_siRay_0.5.png
Is Reflection Ray Shader_GlossyB_reRay_0.5.png Shader_GlossyG_reRay_0.5.png
Is Transmission Ray Shader_GlossyB_trRay_0.5.png Shader_GlossyG_trRay_0.5.png

Roughness 1.0 Beckmann GGX
通常の World Shader_GlossyB_nomal1.png Shader_GlossyG_nomal1.png
Is Camera Ray Shader_GlossyB_caRay_1.png Shader_GlossyG_caRay_1.png
Is Shadow Ray Shader_GlossyB_shRay_1.png Shader_GlossyG_shRay_1.png
Is Diffuse Ray Shader_GlossyB_diRay_1.png Shader_GlossyG_diRay_1.png
Is Glossy Ray Shader_GlossyB_glRay_1.png Shader_GlossyG_glRay_1.png
Is Singular Ray Shader_GlossyB_siRay_1.png Shader_GlossyG_siRay_1.png
Is Reflection Ray Shader_GlossyB_reRay_1.png Shader_GlossyG_reRay_1.png
Is Transmission Ray Shader_GlossyB_trRay_1.png Shader_GlossyG_trRay_1.png

Glass BSDF

Glass BSDF にある 3 つの Distribution は、それぞれで Ray の処理が異なったため、3 タイプ共テストしました。
また、Roughness を変えることでも雰囲気が変わりましたので、Roughness を 0.0、0.5、1.0 としてテストしました。
Beckmann と GGX は Roughness が設定されているときに若干表現が変わってきます。
GGX の方が全体的に暗めに表現される傾向が見られます。
また、サムネイルでは分かりませんが、Roughness が設定されていると GGX では fireflies (蛍：白等のドットノイズ…良い日本語は無いのでしょうか？) が発生しやすいようです。
Sharp では、Roughness オプションは無効なので、Roughness 0.0 のところでしか表示してません。
Roughness 0.0 Beckmann GGX Sharp
通常の World Shader_GlassB_nomal.png Shader_GlassG_nomal.png Shader_GlassS_nomal.png
Is Camera Ray Shader_GlassB_caRay.png Shader_GlassG_caRay.png Shader_GlassS_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_GlassB_shRay.png Shader_GlassG_shRay.png Shader_GlassS_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_GlassB_diRay.png Shader_GlassG_diRay.png Shader_GlassS_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_GlassB_glRay.png Shader_GlassG_glRay.png Shader_GlassS_glRay.png
Is Singular Ray Shader_GlassB_siRay.png Shader_GlassG_siRay.png Shader_GlassS_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_GlassB_reRay.png Shader_GlassG_reRay.png Shader_GlassS_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_GlassB_trRay.png Shader_GlassG_trRay.png Shader_GlassS_trRay.png

Roughness 0.5 Beckmann GGX
通常の World Shader_GlassB_nomal0.5.png Shader_GlassG_nomal0.5.png
Is Camera Ray Shader_GlassB_caRay_0.5.png Shader_GlassG_caRay_0.5.png
Is Shadow Ray Shader_GlassB_shRay_0.5.png Shader_GlassG_shRay_0.5.png
Is Diffuse Ray Shader_GlassB_diRay_0.5.png Shader_GlassG_diRay_0.5.png
Is Glossy Ray Shader_GlassB_glRay_0.5.png Shader_GlassG_glRay_0.5.png
Is Singular Ray Shader_GlassB_siRay_0.5.png Shader_GlassG_siRay_0.5.png
Is Reflection Ray Shader_GlassB_reRay_0.5.png Shader_GlassG_reRay_0.5.png
Is Transmission Ray Shader_GlassB_trRay_0.5.png Shader_GlassG_trRay_0.5.png

Roughness 1.0 Beckmann GGX
通常の World Shader_GlassB_nomal1.png Shader_GlassG_nomal1.png
Is Camera Ray Shader_GlassB_caRay_1.png Shader_GlassG_caRay_1.png
Is Shadow Ray Shader_GlassB_shRay_1.png Shader_GlassG_shRay_1.png
Is Diffuse Ray Shader_GlassB_diRay_1.png Shader_GlassG_diRay_1.png
Is Glossy Ray Shader_GlassB_glRay_1.png Shader_GlassG_glRay_1.png
Is Singular Ray Shader_GlassB_siRay_1.png Shader_GlassG_siRay_1.png
Is Reflection Ray Shader_GlassB_reRay_1.png Shader_GlassG_reRay_1.png
Is Transmission Ray Shader_GlassB_trRay_1.png Shader_GlassG_trRay_1.png

Translucent BSDF

  Hex:F7F7F7
通常の World Shader_Translucent_nomal.png
Is Camera Ray Shader_Translucent_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_Translucent_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_Translucent_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_Translucent_glRay.png
Is Singular Ray Shader_Translucent_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_Translucent_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_Translucent_trRay.png

Transparent BSDF

  Hex:F7F7F7
通常の World Shader_Transparent_nomal.png
Is Camera Ray Shader_Transparent_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_Transparent_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_Transparent_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_Transparent_glRay.png
Is Singular Ray Shader_Transparent_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_Transparent_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_Transparent_trRay.png

Velvet BSDF

  Sigma 1.0
通常の World Shader_Velvet_nomal.png
Is Camera Ray Shader_Velvet_caRay.png
Is Shadow Ray Shader_Velvet_shRay.png
Is Diffuse Ray Shader_Velvet_diRay.png
Is Glossy Ray Shader_Velvet_glRay.png
Is Singular Ray Shader_Velvet_siRay.png
Is Reflection Ray Shader_Velvet_reRay.png
Is Transmission Ray Shader_Velvet_trRay.png


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  • 最終更新:2012-10-19 17:46:40

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