パララックスマッピングとは？

パララックスマッピングの基礎

パララックスマップとは？

パララックスマップは、サーフェスディテールの深さや高さを説明するテクスチャの一種で、地形図のようなものです。

例えば、レンガの壁の3Dグラフィックを見たとき、特殊効果がなければそれは平面に見えます。しかし、パララックスマッピングでは、平面の画像に凹んだ目地の線を追加することで、レンガの壁をよりリアルに見せることができます。この技術では、テクスチャを操作して2D空間でも3次元に見えるようにすることで、人間の目を「だます」ことができます。

この技術には、次のような多くの用途があります。

• ビデオゲーム
• 映画・アニメーション
• バーチャルリアリティおよび拡張現実
• Webデザイン

奥行き知覚の基礎

人間は、視覚情報を目と脳で連携的に処理することで奥行きを知覚します。脳は両眼手がかりを使って奥行きを判断します。これは、両眼の画像を比較してまとまりのある画像を作り出すという仕組みです。これは奥行きを判断するのに役立ちます。

ただし、単眼手がかりを使って、片目だけで奥行きを判断することもできます。遠近感、影、相対的なサイズ、およびテクスチャのグラデーションは、奥行きに関する重要な情報として脳に伝えられます。

パララックスマッピングは、人間の脳が奥行きをどのように認識するかを利用した手法です。人が移動するとき、近くの物体は遠くの物体よりも速く動いて見えます。パララックスマッピングでは、この原理を利用して、オブジェクトのテクスチャをユーザーの角度に応じて変化させ、脳によって予測される奥行きをシミュレートします。

例えば、車に乗っているとき、近くの木々はすばやく通り過ぎていくように見えますが、遠くの山々はゆっくりと動いているように見えます。この動きの違いによって奥行き感が生み出されます。パララックスマッピングでは、近くのディテールをわずかに動かすことでこの体験を再現し、平らなサーフェスに奥行きがあるような錯覚をもたらすのです。

パララックステクスチャ

パララックステクスチャは、高さマップまたは置き換えマップとも呼ばれます。これらはグレースケール画像であり、グレーの濃淡によってサーフェスディテールの高さが表されます。色合いが明るいほどその部分が高いことを表し、色合いが暗いほどその部分が低いことを表します。

これらのテクスチャを使用すると、ポリゴンを追加することなく、平らなサーフェスに奥行きを与えることができます。これにより、処理速度や読み込み時間を犠牲にすることなく、ビジュアルをよりリアルにすることができます。

パララックスマッピングでは、メインテクスチャの各部分が見る人の角度によってどう変わるかを参照するために、テクスチャを使用されます。パララックステクスチャのグレースケール値がマップのアルゴリズムによって解釈されることで、よりリアルな画像が作成されます。

パララックステクスチャの作成

パララックステクスチャを生成するには：

1. ベースの画像を用意する： これは、再現したいサーフェスの平らなテクスチャ画像です（レンガ、タイル、石など）。
2. 高さを決定する： テクスチャのどの部分を持ち上げてどの部分を凹ませるかを視覚化します。
3. グレースケールで表す： グラフィックエディターを使用して、隆起した領域は明るく、くぼんだ領域は暗く、グレーの濃淡で領域をペイントします。
4. デザインを調整する： テクスチャをぼかしてコントラストを付け、すべての領域間のトランジションをスムーズにします。

これについても、手動でおこなう必要はありません。Adobe Photoshopには、グレースケール画像を作成および調整するためのツールが付属しています。Adobe Substance 3Dは、わずか数回のクリックでパララックステクスチャを作成できる、より高度なツールです。

パララックスマッピングのテクニック

パララックスマッピングの仕組み

パララックスマッピングは、いくつかの基本原理にもとづいて機能します。

• テクスチャオフセット： パララックスマッピングは、テクスチャ座標をオフセットすることで機能します。見る人の視点に応じてテクスチャサンプルの位置をシフトし、奥行き感を出します。
• 高さマップと置き換えマップ： パララックスマッピングでは、グレースケールマップを使用してテクスチャオフセットの度合いをガイドします。
• 見る角度： パララックスマッピングの効果は、サーフェスの表示角度に応じて変化します。角度が変わると、オフセットが調整され、結果の3Dサーフェスがシミュレートされます。

例えば、あなたは今、開いた本を見ているとします。各ページは、テクスチャ内の奥行きのレイヤーに対応しています。本を90度の角度で真上から見下ろしているときには、各ページがはっきりと見えます。しかし、本を傾けると、あなたの側に近いページによって遠くのページが覆い隠されてしまいます。パララックスマッピングでは、高さマップを使うことでこの効果が2Dテクスチャ上でシミュレートされ、どのテクスチャがユーザーから近いか、あるいは遠いかが決定されます。

パララックスマッピングのステップバイステップガイド

パララックスマッピングは高度な技術ですが、Substance 3Dなどのツールを使用すると簡単に適用できます。初めて使用する場合は、次のヒントに従ってください。

• テクスチャを用意する： レンガの壁、石畳の小道、タイル張りの床などを使うとよいでしょう。
• 高さマップを作成する： Photoshopなどのソフトウェアを使って、テクスチャをグレースケールに変換します。
• グラフィックエンジンを使用する： Unityなど、多くのグラフィックエンジンでは、パララックスマッピングがサポートされています。メインテクスチャと高さマップをインポートしましょう。
• パララックスマッピングシェーダーを適用する： シェーダーまたはマテリアルを割り当てて、テクスチャにパララックスマッピングを追加し、それを高さマップにリンクします。
• パラメーターを調整する： 目的の奥行きが再現されるように、視差効果の強度を調整します。
• 様々な角度から見てみる： カメラを動かして、角度を変えたときにテクスチャがどのように調整されるかを確認します。

これらは初心者向けの簡単なヒントですが、ぜひご自身でも視差マッピングをいろいろと試してみてください。

パララックスマッピングの利点

パララックスマッピングには、次のような多くの利点があります。

• リアリズムの強化： パララックスマッピングでは、画像をより立体的に見せることで、現実世界のユーザーエクスペリエンスをシミュレートできます。
• 感情的な没入感： リアリズムの向上は、ゲームやアニメーションのストーリーテリングにも影響するので、ストーリーをより生き生きと伝えることができます。
• パフォーマンスの最適化： パララックスマッピングでは、ポリゴンを追加する代わりにテクスチャを操作することで奥行きを追加します。結果としてレンダリングが大幅に高速化するので、ビデオゲームなどのリアルタイムアプリケーションに役立ちます。

活用分野

パララックスマッピングは、次のような様々な用途に役立ちます。

• ビデオゲーム（バーチャルリアリティを含む）
• 建築モデル
• メーカーや小売業者向けの製品視覚化

平面を3Dに：Substance 3Dでのパララックスマッピング

パララックスマッピングは、ビデオゲームからwebデザインまで、あらゆるものに革命をもたらしました。このテクノロジーを使用すると、デザインを生き生きと表現し、平面の2D画像にさらなるディテールを追加できます。

パララックスマッピングの効果を確認する最良の方法は、独自のデザインで実際に使ってみることです。Adobe Substance 3Dを使って、画面から飛び出してくるような、美しく複雑なグラフィックを作成してみてください。