質感・ライティング

クリアコート

Clear Coat

透明な塗膜の反射を重ねる。

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インタラクティブデモ

デモを準備しています…

クリアコート

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ひとことで

素材の上に透明で滑らかな塗膜の層をもう 1 枚重ねて、2 層分の反射を足し合わせる表現です。車の塗装、ニスを塗った木、コーティングされた床、濡れた石、プラスチックのおもちゃ、革靴などは、下地の質感(色・粗さ・メタリックの粒子)の上に、鏡のようにくっきりした映り込みが重なっています。1 層の PBR では「粗い」か「滑らか」のどちらかしか表せませんが、クリアコートなら両方を同時に表せます。

ゲームでの使いどころ

  • レースゲームの車の塗装:クリアコート表現の代名詞です。メタリックの下地と、深い艶のある塗膜の映り込み。
  • 家具・楽器:ニス塗りの木製家具、ピアノ、ギター。
  • 雨に濡れた路面や物体:乾いた素材の上に、水の膜の反射を重ねる。
  • プラスチック・陶器・漆器:表面に艶のある工業製品や工芸品。

しくみ

光は次のように 2 回反射します。

  1. 塗膜の表面での反射:透明な塗膜(屈折率 1.5 程度、F0≈0.04F_0 \approx 0.04)で、フレネルに応じた割合の光が鏡のように反射します。塗膜は滑らかなので、くっきりしたハイライトと映り込みになります。
  2. 下地での反射:塗膜を通り抜けた光が、下地の素材(色の付いたメタリック塗装など)で反射します。
L=Fc⋅L塗膜+(1−Fc)⋅L下地L = F_c \cdot L_{\text{塗膜}} + (1 - F_c)\cdot L_{\text{下地}}

塗膜で反射した分(FcF_c)だけ、下地に届く光は減ります(エネルギー保存)。浅い角度ではフレネル効果で FcF_c が大きくなるので、車体の側面を低い角度から見ると、塗膜の映り込みが強くなります。

メタリック塗装:下地には、アルミの小さな薄片(フレーク)が混ぜられていて、ランダムな向きの小さな鏡としてきらめきます。デモでは、ランダムな向きの法線マップでこの粒子を表現しています。

ゆず肌:実際の塗装面には、ゆずの皮のようなゆるやかなうねりがあります。塗膜の層にだけ弱い法線マップを使うと、映り込みがわずかに揺らいで、よりリアルになります。

実装のポイント

  • 法線を層ごとに分ける:下地の法線マップ(粒子、傷)と、塗膜の法線(滑らか、またはゆず肌)を別々にできるのがクリアコートの利点です。
  • コスト:鏡面反射の計算が 2 回分になるので、通常のマテリアルより少し重くなります。車のボディなど、必要な部分だけに使います。
  • 環境マップが重要:塗膜の映り込みは景色そのものなので、良い環境マップがないと効果が出ません。

つまずきやすい点

  • クリアコートを粗くしすぎる:塗膜の粗さを上げると、下地とほとんど区別がつかなくなり、2 層にする意味が薄れます。
  • 塗膜の色:現実の透明な塗膜は色をほとんど持ちません。色の付いた塗膜(キャンディ塗装など)を表すには、下地に届く光を色で吸収させる設定が別に必要です。
  • 傷や汚れ:現実の車は、塗膜にだけ細かい傷(渦巻き状の洗車傷など)があります。塗膜の粗さマップに傷を描くとリアルになります。

デモで試すこと

  1. 手前の 3 つの球を比べてください。「塗装のみ」はぼんやりした広いハイライトだけ、「クリアコート」はその上にくっきりした光の点と映り込みが重なっています。
  2. 「クリアコートの強さ」を 0 にすると、車の艶が消え、つや消しの塗装になります。
  3. 「塗膜の粗さ」を上げると、くっきりしたハイライトがにじんで、2 層の違いが分からなくなります。
  4. 「メタリックの粒子」をオフにすると、きらめきが消えてソリッドカラーの塗装になります。

参考資料

Filament Material System ↗

分野全体の資料で、この項目を直接扱っているとは限りません。