テクスチャ用の写真を上手く撮るには

ドキュメントの概要: スペキュラーハイライトや平行光源を除去し、テクスチャ作成のベースとして使用できる写真を簡単に素早く撮影する手法の説明。

ドキュメントの変更ログ: Jordan Walker により作成。

概要

テクスチャとして使用するために撮影する写真のほとんどは、平行光はもちろん、視野や光によって変化する要素 (スペキュラーハイライトなど) を含んでいます。このドキュメントで概説する手法は、表面色の情報だけをお金をかけず簡単に取り込む方法として開発されました。以下に示す例は頭部の撮影に使われたものですが、平らなオブジェクト (植物、壁面、床など) を撮影する場合にはより簡単な方法を使うことができるでしょう。

設定

平行光成分を除外するために、顔からの距離を一定に保ちながらその周りを回転する証明道具を使うことにしました。これにより、表面に当たる光の量は常に同じになります。スペキュラー成分を除外するために、交差偏光 (cross-polarization) と呼ばれる照明方法を採用しました。この場合、光源とレンズはどちらも偏光されますが、偏光の向きは互いに垂直です。

使用した照明およびカメラ装置は Nikon D80 に 70-300mm レンズを付け、三脚に固定しました。レンズには円形の偏光フィルタを付けています。フラッシュは Nikon SB-600 で、偏光フィルムを円形の偏光フィルタの方向に垂直になるように付けています。フラッシュは、プラスチックの棒を使いアルミチューブからぶら下げています。このアルミのチューブは、被写体の頭部近くに設置した照明スタンドの上で旋回します。フラッシュが非常に近距離にあるので 1/8 の出力で撮影でき、1 分間に約 17 枚撮ることができました。

結果

以下は 180 度の円弧を描いて移動する照明を使って撮影された 16 枚の写真です。

photoshop でこれらの写真を並べ、ブレンドモードの Lighten (比較 (明))を使って (これは max(x,y) を返します) ブレンドしています。結果として、各画像の最も明るいピクセルが残り、シャドウが除去されました。目の周辺はまだスペキュラーハイライトをかすかに捉えていたのでこれを修正しなければならず、すべての画像からハイライトを消去する手間がかかりました。最終的に、平行照明がほどんと含まれず、スペキュラーハイライトのまったくない顔面の画像ができました。

次の図は同様の写真の組み合わせですが、偏光がありません。これを見ると、偏光が必要な理由が分かりますね。

次の図は、レンズの偏光フィルタを 90 度回転させて (光源と平行になるように配置して) 撮影した 15 枚の写真です。光が表面から直接反射しているのが分かります。すべての画像は同じ露出度とホワイトバランスで撮影されましたが、照明が視射角にあるときはスペキュラー反射の量が多くなり、色も照明の色に近づきます。これは予想通りですが、実際にそのようになると非常に面白いものです。

もう 1 つの興味深い観察点は、平行偏光と交差偏光におけるディテールの外観の違いです。鏡面反射であるスペキュラー光の方が、交差偏光画像のディフューズ (拡散) や散乱成分よりも細かいディテールが見えます。平行偏光画像はテクスチャの作成にはあまり役に立ちませんが、肌を描写するためのシェーダー作成についてはたくさんの情報を提供してくれます。

その他の手法

壁、床、木の葉など比較的平坦な被写体を撮影するときは、カメラにの上にフラッシュを取り付けて撮影すると、1 枚の写真から平行ライトもスペキュラーもない適切な結果を得ることができます。