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。
- 塗膜の表面での反射:透明な塗膜(屈折率 1.5 程度、)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。
- 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。
塗膜で反射した分()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 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
- 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。
- 「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。
- 「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。
- 「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。