最高の3Dレンダリングソフトウェア

SketchUp

画像元：https://www.youtube.com/@SketchUp

このソフトウェアは、おそらくすでにみなさんのデバイスにインストールされているものです。初心者向けに設計されたSketchUp は、強力でありながらわかりやすいモデリングツールを提供し、レンダリングアーティストの初心者にとって最適です。この無料サブスクリプションには、どのブラウザからでも実行できるウェブベースのモデラーの利用が含まれており、それはSketchUp for Desktopの簡素化されたバージョンです。レンダリングスキルを磨いていくにあたって、SketchUpをより高度な視覚化プログラムに変えることも可能です。これは、洗練された様々なレンダリング用プラグインと完全に互換性があります。

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Blender

画像元：https://www.blender.org

Blenderは、Cyclesと呼ばれる強力なレンダリングエンジンを誇る、非常に人気のあるオープンソースソフトウェアです。SketchUpとは異なり、Blenderには初めてのユーザーにとっては少し難しいかもしれないモデリングやレンダリングツールが多数付属しています。しかし、この最初の印象に惑わされずに探索を続けてください。主な機能の使い方がわかれば、Blenderは初心者でも驚くほど簡単に操作ができます。レンダリングエンジンの最も顕著な機能のいくつかには、グローバルイルミネーションをはじめ、ソフトシャドウや自然な反射の計算、レイトレーシング等があり、これによってカオスティクスやサブサーフェス散乱のリアルなシミュレーションが可能になります。さらに、適応サンプリングとAI駆動のノイズ除去機能は、静止画レンダリングとアニメーションシーケンスの両方に最適です。

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OctaneRender

画像元：https://www.youtube.com/@CGShortcuts

OctaneRenderはGPUレンダリングの先駆者であり、より速いワークフローとまるで写真のような結果を保証するプログラムです。このソフトウェアには、ユーザーがLiveDB を通じてアクセスできる膨大な素材のライブラリが付属しています。Octaneは偏りのないレンダリングエンジンであるため、このアプローチはアーティファクトを最小限に抑え、自然光でナチュラルに見えるような結果を生み出します。そのため初心者でも大幅な調整をすることなくリアルなレンダリングを簡単に実現しやすくなっています。設定やパラメータの変更はシーンに即反映されるため、ユーザーはHDRIやIESファイル、メッシュエミッター、スペクトルサン/スカイデイライトシステムを使用して照明を自由に操作できます。そしてさらに、自然素材や有機素材の写真そっくりなレンダリングもサポートしています。

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Maya

画像元：https://www.youtube.com/@Autodesk_Maya

Autodesk社のMayaは、大ヒットしたアニメーション映画の真実味のあるキャラクター、及び高品質の特殊効果の製作に一般的に利用されている国際的に認知されている3Dレンダリング・アニメーションソフトウェアです。映画やゲーム製作、建築の分野において、MayaはGPU、及びCPUレンダリングに加え、リアルタイムのプレビュー表示をサポートする次世代のレンダリングエンジンArnoldによって、その性能に値する評価を受けており、極めてリアルな成果を挙げるためのグローバル・イルミネーション、表面下散乱（サブサーフェス・スキャタリング）、及び体積効果の機能を備えています。Mayaは実質的に、如何なる他のソフトウェアともプラグインでシームレスに統合でき、数々のファイルフォーマットの利用が可能です。そのワークフローは高度にカスタマイズ可能なノードベースであり、アーティストの方には素材やテクスチャ、ライティング、もしくは効果を創造性に全く制約の無い形で、ご自由にお試しいただくことが可能となります。アニメーション製作向けに開発された機能には、リギング、モーションキャプチャ、シミュレーション用ツール、およびUVマッピングやスカルプティング向けの高度なツール一式が含まれています。

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Cinema 4D

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業界を先導する3Dモデリング、アニメーション、並びにレンダリングツールであるCinema 4Dは、そのユーザーにやさしいインターフェース、及び安定した機能で知られています。本ソフトウェアは、基本的な3Dグラフィックスから洗練されたアニメーションまでに至る、息をのむような映像の製作にモーショングラフィックスのデザイナーやアニメーターの方が必要とされるすべてのものを備えています。このプログラムのMoGraphツールセットはクローンやエフェクター、アニメーションの手続き型技術を利用した複雑なアニメーションの製作にピッタリです。このツールは動的なシミュレーション、キャラクターのアニメーション化、及びレンダリングにおいて非常に多用途で、幅広いパラメータに対応する、人々を惹き付けるような実体感のあるシーンが完成します。 キャラクターのアニメーション化には、キャラクターのスケルトン製作を簡素化してアニメーションに制御を加える、直観で利用可能なリギングシステムが用意されています。更に、Pose MorphsやCharacter Objectのような機能によっては、アニメーターの方には本物のような動きや表情を簡単に製作していただけるようになります。Cinema 4Dのタイムライン、及びキーフレーム設定システムによればアニメーションを正確に制御でき、ユーザーの方にはストーリーテリングの質を向上させる、滑らかでプロフェッショナルのようなシーケンスを創り上げていただくことが可能となります。

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RenderMan

画像元：https://www.youtube.com/@PixarsRenderMan

Pixar社のRenderManは業界で最も安定したレンダリングソフトウェアの一つに数えられ、極めてリアルなアニメーション、及び複雑な視覚効果の製作に定評があります。このソフトウェアは元々、3Dアニメーション、及びビジュアルストーリーテリングの第一人者的存在のPixar社のアーティストの支援のために開発されましたが、世界中のスタジオも即座に利用し始めました。その物理的に正確なレンダリング能力で有名な当ツールであれば、3Dシーンを映画並みの品質に向上させる写真のようなライティング、並びに素材のシミュレーションのご利用が可能です。RenderManの核となる機能にはREYESレンダリングアルゴリズム、及びパストレーシングテクノロジーが含まれ、たとえ複数のオブジェクトや複雑なテクスチャのあるシーンであっても詳細なレンダリングが可能となります。以上のアルゴリズムはアニメーターの方の間で愛用されており、被写体深度や被写体ぶれ（モーションブラー）、表面下散乱などの要素の追加が簡単です。RenderManは複雑なアニメーション用の豊富なツール、並びに滑らかで自然なキャラクターアニメーションのための優れた変形機能、及びオブジェクトの被写体ぶれ性能を備えています。 RenderManはMayaやHoudiniなどのプログラムとシームレスに統合され、アニメーションパイプラインのためにレンダリング、アニメーション化、シェーディング補正が効率化された形で上手く連携されます。

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簡単に言うと、3Dモデリングと3Dレンダリングの主な違いは、前者は形状の設計が中心となる工程であるのに対し、後者は効果、ライティング、そしてテクスチャを追加する作業である、という点です。双方のワークフローも目的、技術、使用するソフトウェアの面で異なります。

画像元：https://www.youtube.com/@JoshGambrell

3Dモデリングの最終目的は、より幅広いものとなります。基本的に、3Dモデリングは実在するオブジェクトの真に迫ったデジタル複製の作成のことを指します。業界内ではCGIやVRから医療や生産業に至るまで、数え切れない用途での利用が可能です。義肢装具の製作、インテリアの一部、スポーツ用シューズのいずれであっても、共通する一つの目的は3Dプリンティングです。 CNCマシンも、3Dモデルから産業用金属パーツの仕様通りの製作が可能です。 最後に、3Dモデルは製品ページやオンラインカタログ用の実在するオブジェクトの3Dでの全体的な様子を表示するために利用されることが多くあります。これに対し、3Dレンダリングは、例えばウェブサイトやコマーシャル、映画、ショーなど、2Dで製品や空間を紹介するために利用されることがほとんどです。 3Dレンダリングソフトウェアの助けにより、専門家の方にはより効果的に、より視覚的に人目を引く形で考えを伝えていただくことが可能となります。

3Dモデリングと3Dレンダリングの技術にも、違いがあります。3Dモデリングでは、デザイナーの方にはNURBS （非一様有理Bスプライン）、サブディビジョンサーフェス、及びポリゴンの支援により、3D空間内のジオメトリ形状からオブジェクトを作成していただくことが可能です。CAD、及びポリゴンによるモデリングに加え、多くのプロフェッショナルの方はモデルの設計を一から行うよりも、3Dスキャニングに頼ることを好まれるようです。以上のすべての手法により、モデルを製作される方にはオブジェクトの極めて詳細で正確な描写が実現します。これに対して3Dレンダリングでは、このようなデジタルモデルから、素材やライティング、テクスチャ、模様や色を付加することにより、実物のような2D画像が製作されます。モデルを製作される方は構造的な精度を重視しますが、レンダリングを行う方はオブジェクト、及び空間をリアルに、そして視覚的に興味をそそるものとする役割を担います。3Dモデリングと3D レンダリングワークフローをご併用になれば、多くの異なる産業界で使用されている高品質の映像製作にお役立ていただけます。

一般的に、3Dモデリングと3Dレンダリングには異なるソフトウェアツールが、レンダリングには更に専門的なソフトウェアが必要となります。しかし、Max、Maya、及びCinema 4Dのような普及している3Dモデリングソフトウェアのほとんどはモデルの構築に長けているだけでなく、優れたレンダリング機能を備えています。特定の用途におけるレンダリングにはV-RayやBlenderのようなソフトウェアが幅広く使用されており、モデリングとレンダリングを両方ご活用の3Dアーティストの方もいらっしゃいますが、多くのプロフェッショナルの方はそれぞれのワークフローを個別にご考慮されているようです。

また、そのジオメトリの性質により、3Dモデルは通常、レンダリングされたものよりも容易に修正が可能です。単独の高品質の3Dレプリカは複数のレンダリングの作成のための再利用や、異なるデザインの選択肢や色のバリエーションを視覚化するためのカスタマイズが可能で、これもレンダリングに高精度の3Dスキャンデータを使用する真っ当な理由の一つです。例えば、スキャンされた人体の正確な3Dモデルは数十種類のファッションカタログ画像、手術用プレゼンテーション、あるいはビデオゲーム用映像の製作に利用でき、多くの異なる種類の様式や形状の提示が可能となります。3Dレンダリングされたデータ、特に一度アニメーション化されたものは調整や編集における柔軟性が低くなります。

3Dモデルからリアルな2D画像を作成するために、レンダリングを行う方はデータを処理し、二つの異なった方法、GPU、及びCPUレンダリングで必要なすべての計算をグラフィックス・プロセッシング・ユニット、中央（演算）処理装置をそれぞれ用いて行います。その頭字語が示すように、GPUレンダリングはお持ちのグラフィックスカードの性能に依存し、 CPUレンダリングはプロセッサの性能を活用します。製作するシーンの種類、ディテールのレベル、お持ちのレンダリングソフトの品質と速さ、及びレンダリングツールの機能によって、双方共に利点と欠点があります。

画像元：https://www.youtube.com/@JonasNoell

GPUレンダリングは一般的に、特に高解像度のシーン、複雑なライティング、詳細なサーフェスを扱う場合はより高速となります。この方法は、特にグローバルイルミネーション、リフレクション、及びコースティクスを有する空間環境の製作時にCPUよりもレイトレーシングに上手く対処し、本物のような映像を完成させます。強力なグラフィックスカードには、同時に複数のタスクを処理するよう設計された何千もの比較的小さなコアがあります。並行処理により、例えば、ゲーム用のリアルタイムグラフィックスの生成やアニメーション用の大規模な3Dレンダリングなど、膨大なデータセット、及び迅速な計算を必要とするレンダリングのタスクも容易となります。 GPUレンダリングには高価なコンピューターが不要で、安定したグラフィックスカードのみが必要なため、複数のシーンの処理を並行して行うことで時間の節約、コストの削減に役立ちます。 しかし、複雑なシーンでは極めて高い精度を求めることはできず、これはCPUレンダリングのみで可能となります。

CPUレンダリングの場合は、画像やビデオフレーム、もしくは高品質のシミュレーションの生成に必要な計算を取り扱います。CPUレンダリングは多用途性があり、一般的な目的を持つタスク向けに開発されており、複雑な計算を連続して行います。通常、GPUレンダリングよりも大きなメモリ容量を備えており、お持ちのシステムのRAM、及びディスク空き容量を利用するため、より正確です。このことで、メモリ制限の心配も無いまま、より大規模で、より複雑なシーンの製作も可能となります。CPUは極めて正確な計算が必要なレンダリングタスクに長けており、より一貫した、現実味のある結果が得られます。