• 画家のアルゴリズム（ペインタアルゴリズム）
  • 奥にある物体から順に描いていく手法
  • 後ろの物体を先に描くことで、前の物体が「上書き」され、自然に隠面が消える
  • 処理が簡単だが、物体の交差や入れ子構造に弱い

• Ray = 光線（放射線） ⇒ x-Ray（X線）
• 光の経路を逆にたどって、視点から物体への光線を追跡
• 実際の光の反射・屈折・影などをシミュレーションできる
• 現実に近い画像表現が可能で、隠面消去法の中で最も理論的
• 特徴：
  • 影、映り込み、透明、屈折などが自然に表現可能
  • 欠点：計算コストが高い

• 陰影 (Shade)：光の当たり方による明暗の表現
• 影 (Shadow)：光が遮られてできる影（自己影や他の物体による影）

• 平行光源：無限遠から来る太陽光のような光源
• 点光源：ある一点から放射される光（例：電球）
• 線光源：線状に配置された光源（例：蛍光灯）
• 面光源：面を持つ光源（例：曇り空）

• 直接光：光源から物体へ直接届く光
• 間接光：他の物体に反射してから届く光

• シェーディングのための光の計算式
• 主に3要素で構成される：

• 全体の色（光の強さ）を以下のように計算する：

  I(rgb) = Id(rgb) + Is(rgb) + Ia(rgb)

• I：最終的な光の強さ（色）
• Id：拡散反射光
• Is：鏡面反射光
• Ia：環境光

I(r,g,b) = Ka(r,g,b) * Ia(r,g,b)

• Ka：環境光反射率（マテリアルの特性）
• Ia：環境光の強さ

Id = kd * I * cos(α)

• kd：拡散反射係数
• α：光の入射角と法線との角度

Is = W(α) * I * cos^n(γ)

• γ：視線ベクトルと反射ベクトルのなす角
• n：光沢の強さ（指数項）

• ブリン（Blinn）モデル：微小面の集まりでよりリアルな反射を計算
• クック・トランスモデル：
  • 金属表現に強い
  • 波長や入射角による反射率の変化も考慮

• BRDF（双方向反射分布関数）：
  • 一般化された反射モデル
  • 入射方向と出射方向の関係から反射率を定義

• 表現が自然：
  • 映り込み（反射）、透明（透過）、屈折などが可能
• Zバッファなどのラスタライズ法では、これらは工夫しないと表現できない

• スネルの法則で屈折角を計算
• 光が媒質を通るときに屈折する現象をシミュレートできる

• 理論上は「面単位」で色をつけるが、実際は「頂点単位」で計算して補間する

* ハッチング（Hatching）

• 線やドットで陰影を表現する手法。
• 遠くから見るとグレースケールや階調に見える。
• 写実的ではなく、イラストや絵画のような表現に向いている。

* デジタルハーフトーニング（Digital Halftoning）

• 少ない色数（2値など）でも、パターンで密度を変えることで疑似的に中間色を表現。
• プリンタやディスプレイの色再現に使用される。

* 疑似カラー（Pseudo Color）

• グレースケール画像に、色を割り当てて情報を視覚的に分かりやすくする。
• 熱分布や標高マップなど、科学可視化の分野で多用。

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* 「決まった手順に従って処理する」意味。 * 主に以下のような手順：

1. データを取得する
2. データから特性（範囲など）を分析する
3. 特性に応じて色や形などを生成する
4. それを毎フレーム、またはリアルタイムで行う

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* プロシージャル生成（Procedural Generation）：

• 地形・街並み・雲・木などを自動的に作成。

* プロシージャルテクスチャ：

• 数式やアルゴリズムで模様を生成。
• 無限に拡大しても解像度を維持できる。

* プロシージャルモデリング：

• 手作業でなく、アルゴリズムにより形状を作成。
• パラメトリック建築や自然物生成に有効。

* プロシージャルアニメーション：

• スクリプトや数式で動きを定義。
• 群衆・波・風になびく木など、リアルな動きを生成。

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* 対象：炎、煙、水、霧、爆発、雲など * 手法：

• パーティクルシステム（粒子法）
• 流体力学：ナビエ・ストークス方程式（有限要素法など）

* AIとの連携：

• 動物の挙動・群衆の動きをAIで自動生成

* 植物の成長過程を再帰的に記述できる形式言語。 * フラクタル的な形状の生成に適している。

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* Free-Form Deformation：モデル全体を囲む空間を変形させ、形状を間接的に変形。 * 曲げる、ねじるなど複雑な変形を簡単に制御可能。

* 骨（スケルトン）：関節を持つ階層構造 * スキン：骨に影響を受ける外形（メッシュ）

* FK（フォワードキネマティクス）：根本から順に動かして最終位置を決定 * IK（インバースキネマティクス）：手先の位置から関節の角度を逆算

* モデルに骨（ボーン）を仕込み、アニメーション制御しやすくする設定作業 * ウェイト調整・IK設定・ボーン構造の設計などを含む * 担当者を リガー（Rigger） と呼ぶ

* 移動軌跡（パス）を与え、スプライン補間で滑らかな動きを作る

* 光学式：マーカーをカメラで追跡 * 機械式：加速度センサーなどを使って動きを記録

* 2つのモーションの間を補間して、滑らかな遷移を作る * 例：歩く→走る、ジャンプ→着地

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* ばねモデルなどで筋肉の動きを再現 * リップシンク：音声と口の形を同期（AIで自動生成も可能）

* クロスシミュレーション：布の挙動をばねと質点でモデル化

* 多数の細いパーティクル * 個別の髪＋全体の動き（流体的）をシミュレーション

* 群れのような集団の動きをアルゴリズムで制御

* 剛体：変形しない物体（ボールなど） * 弾性体：伸び縮みする物体（ロープ、へびなど） * 数値計算（例：オイラー法）で物理運動を再現

* 物体同士が接触したかを調べる処理 * バウンディングボックス（Bounding Box）：

• AABB：軸平行の箱
• OBB：軸に沿わない箱

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* ダブルバッファリング：フレームバッファを2枚使って滑らかに表示

* 実世界の映像とCGをリアルタイム合成 * プログラマブルシェーダ：GPUのシェーディングをカスタマイズ可能

* ゲーム内の世界に物理ルールを導入 * 衝突、摩擦、重力などを物理エンジンで再現