Normal Mapの簡単な作り方と活用方法

こんにちわ！アートデザイン課の入学です！
少し前までは寒暖差が激しかったのですが、だんだん暑くなってきましたね。
今年の夏は暑さ控えめだといいな～と毎年思ってます。
体調には気を付けて参りましょう！

さて、今回は初のアートデザイン課の技術ブログということで、
初めて知った時に衝撃を覚えた「Normal Map」についてご紹介致します。
題して「Normal Mapの簡単な作り方と活用方法」です。
それでは宜しくお願い致します！

「Normal Map」とは?

形状を変えずに凹凸があるように疑似的に表現できるテクスチャです。
法線マップとも言われてます。
こんな感じの青紫のテクスチャがNormal Map(ノーマルマップ)です。

このテクスチャをモデルに反映させるとこんな見た目になります。

凹凸があるように見えませんか？
テクスチャ1つで立体的に見せることが出来るなんて、
ちょっとトリックアートっぽいですよね？！

凹凸だけでなく、角も疑似的に滑らかに表現出来ます。

Normal Mapの利点

微妙な凹凸を表現するために膨大なポリゴンを使ってしまうとゲームが動かなくなってしまいます。

ちょっとした凹凸であれば、Normal Mapで表現出来るので、
ポリゴン数を削減できます。
その為、ポリゴン数に制限があるゲーム業界ではよく使われています。

「Normal Mapの作り方」

今回は「Bake」という手法でノーマルマップを作っていきます。

「Bake(ベイク)」とは

「情報を焼き付ける」ことを意味しています。
ハイポリゴンの溝や傷などの凹凸の情報をソフト側で計算して「Normal Map」に変換した物をモデルに焼き付ける方法です。
必要なモデルを用意して、ベイクの設定をするだけで簡単に作れます。

「Blender」でノーマルマップを作成

今回は、「Blender」でNormal Mapを作ります。
※使用するバージョンは「2.83.20 LTS」になります。

「Blender」とは？
無料で多機能、高品質な3DCGソフトです。
モデリングだけでなく、レンダリング、アニメーションなど様々なことが出来る、総合的なソフトになっています。
ゲーム業界ではメジャーな「Maya」にも劣らない機能を備え始めている
凄いソフトです。
「Blender公式サイト」
https://www.blender.org/

Bakeに必要なモデル

「ローモデル」と「ハイモデル」の2つを用意します。

「ローモデル」･･･ベースとするポリゴン数の少ないモデルです。
「ハイモデル」･･･溝や凹凸などをモデリングしたハイポリゴンのモデルです。ローモデルに焼き付ける為に用意します。

ローモデルは事前にUV展開しておきます。
※綺麗にUV展開しておかないと、綺麗にベイクされません！

マテリアル作成

マテリアルプロパティから、「New」をクリックして新規マテリアルを作成します。

マテリアルを作っておくことで、これ以降の設定が行えるようになります。

ノードの設定

「Shading」タブに変更します。

下の画面のノードエディタ上で ImageTextureノードを作成します。
「Add」→「Texture」→「Image Texture」
作成した「Image Texture」ノードの「New」をクリックして新しい画像を作ります。

これで、ベイクした画像が先程作成したノードに追加されるようになります。

このままではビュー上にベイク結果が映らないので、Normal Mapノードを
追加します。
「Add」→「vector」→「Normal Map」

画像のようにノードを繋げます。

※ ImageTextureノードの「Color Space」は「Raw」に設定して下さい。
　Normal Mapが正常に映らなくなる恐れがあります。

これで、ベイクした結果がビュー上に映るようになります。

Bakeの設定

次にNormal Mapをベイクする為のレンダリングの設定を行います。
「レンダー設定」を以下のように設定します。

Render Engine	Cycles
Bake Type	Normal
Selected to Active	ON
Ray Distance	0.1

「Ray Distance」はベイク結果が綺麗に出る値に調整します。

設定が出来たら、次の順番でモデルを選択します。
1. 「ハイモデル」
2. 「ローモデル」

※「ローモデル」が薄いオレンジ色になっていればOKです！

後は「Bake」を実行するだけで「Normal Map」が作れます！
※モデルは全く同じ位置に重ねないと、正常にベイク出来ません！