Planet Atmosphere

Node Type: Atmosphere

ノード説明と目的:

『Planet Atmosphere』ノードは、青い空、夕日の赤、遠くを覆う霞など、十分に惑星の大気のすべての効果を提供します。大気の多くの外見をコントロールし、現実の地球同様に大気を微調整したり、完全に異質な空を作り出す事も出来ます。デフォルトのシーンには、『Planet Atmosphere』ノードが含まれています。雲は『Cloud Layer v3』や『Cloud Layer v2』、『Easy Cloud』を使用して個別に作成します。

設定

Enable 有効 チェック時、このノードを有効にします。未チェックにすると、ノードネットワーク上のノードアイコンはグレー表示になり、シーンへの効果は無くなります。『Planet Atmosphere』ノードが無効になると、惑星上から大気は無くなりますが、下流の雲層を残す事は出来ます。
Enable primary プライマリを有効 プライマリを有効は、主に曇りとして現れる、大気そのものの主な可視性をコントロールします。
セカンダリを有効は、GI、大気の影や反射をレンダリングするかどうかをコントロールします。未チェックの場合、夕焼けや雲の影が一切無くなり、惑星の影の部分が明るいままになります。
Enable secondary セカンダリを有効
このプライマリ、セカンダリの設定は1つの『Planet Atmosphere』ノードとしてシーンで使うのでは無く、例えば、『Planet Atmosphere-01』ノードではプライマリを無効にして影を埋め込ませ、『Planet Atmosphere-02』ノードはセカンダリを無効にして大気を存在させます。これら2つのノードをシーンに取り入れる事で、曇り空のシミュレーションとして、影の薄い、しかし色彩はしっかりとしたシーンを作成する事が出来ます。
この画像は『Planet Atmosphere』ノードを2つ使用して、太陽周りのコロナ(またはハロー)現象をシミュレートしたサンプルです。


Mainタブ

惑星上の大気の発生をコントロールします。"Haze density"と"Bluesky density"のそれぞれの密度が0の時、その惑星には大気は存在しません。このタブでは、パラメータのスライダの範囲を超える極端な設定は、極めて非現実的な成果を生み出しますが、デフォルト内で納める事で、"地球の一般的なリアリズム"を忠実に再現出来る事を忘れないで下さい。スライダの範囲は非常に広いですが、現実的な値は実際にはデフォルト値の1.0または2.0以下にしかなりません。つまり、"Haze density"は0〜2または3です(デフォルトは1)、または"Bluesky density"が0.5から4.5までです。それらの極端な値として、例えば"Haze density"を0、"Bluesky density"を4.5などでも十分非現実的です。大気のこのメインタブの設定は、ゆっくりと慎重に調整する事が大切です。小さな変更でも、特に相互依存する"Bluesky additive"と"Redsky Decay"の値と色に大きな効果をもたらします。
"Haze"と"Bluesky"の構成要素は空に色を与える要素であるため、空間の暗い部分に影響を及ぼすように、遠くのオブジェクトに影響を与えます。
Haze density 霞の密度 シーンに霞の発生をコントロールします。

"Bluesky density"の設定を0にする事で空の青みは消え、大気は薄っすらと白みがかった霞で覆われます。
Haze horizon colour 霞の地平線の色 "Haze density"で設定した密度が、大気の水平線の色として収束します。デフォルトはグレー色です。より明確な色合いを求める場合は、カラーアイコンを使って直接色の設定を行う事も出来ます。

サンプル画像より、太陽の周辺、および水平線付近に霞の収束(高密度)が発生しているのが確認できます。
Bluesky density 青霞の密度 シーンに青い霞の発生をコントロールします。主に高度の高い空で効果を発揮します。"Bluesky Density"は"Bluesky Additive"に影響を与えますが、その逆への影響はありません。より青く見える霧が欲しい場合は、密度を上げるのではなく、"Bluesky Additive"を増やします。青霞は遠く離れたシーンによりリアルに適応した画像を得る事が出来ます。

"Haze density"と"Bluesky density"の合成効果(Photoshopの"スクリーン"同等)を生み出します。
Bluesky horizon colour 青空の地平線の色 "Bluesky density"で設定した密度が、大気の水平線の色として収束します。デフォルトは薄い青みがかったグレー色です。上の"Bluesky density"の真ん中のサンプル画像を見てもらうと、"Haze horizon colour"とは違い、太陽の周りには収束はありません。
Bluesky additive 青空の増進 レイリー散乱 は、光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱を言い、昼間の空の青色の色合いと日没時の赤みを引き起こします。大気中の粒子と同じように、空だけでなく遠くのオブジェクトなどの外観にも影響し、さらに照明にも影響します。
Terragenでは、この効果の強さを"Bluesky density"でコントロールします。そして"Bluesky additive"と"Redsky decay"パラメーターを使用して、赤の効果(アウトスキャッタ=放射輝度が減少する散乱)とは独立して、追加の青の効果(インスキャッタ=放射輝度が増加する散乱)を調整する事も出来ます。これを行う事で、"Bluesky horizon color"が必要に応じて変更(連動)します。

レイリー散乱のサンプル画像。空が低くなるに連れて赤みがかった空になります。
Redsky decay 夕暮れ空の減衰


Height controlタブ

Haze exp height 霞の高度減衰率 (exp=exponential)指数関数的高度によって空にどのくらいの霞が発生するかをコントロールします。値を500または1000に減らす事で、より燻った煙やスモッグの雰囲気を作り出す事が出来ます。これによって都市の上空や山間部の 逆転層 をシミュレートする事が可能となります。
Bluesky exp height 青空の高度減衰率 このパラメータ値を下げる事で、空色を水平線に近づける事が出来ます。
Ceiling adjust 天井調整 大気の終端にあるときどき視認する機会のあるコントラストの強い線は、"Ceiling"のパラメータを使って調整する事が出来ます。Terragenは、上記の"exp height"パラメータの倍数を自動的に設定値に置き換えますが、この"Ceiling adjust"のパラメータをスライドさせる事で変更する事が出来ます(もしくは任意の天井を設定する事も出来ます)。
Ceiling 天井 大気層の上限値を設定します。"exp height"の値を設定するとこのパラメータも連動して値が置き換えられますが、直接数値を入力またはスライダで設定を変更する事も可能です(この場合、"exp height"の設定は連動しません)。値が大きくなると、ンダリング時間が長くなり、レイ・マーチングサンプル間の距離を変更するためにノイズを増やすという副作用があるため、「Quality」タブでサンプル数を増やす事でノイズ低減の補正をする必要があります。レンダリング時間を節約する方法として、この値を小さくして、ジオメトリの上部の高度よりわずかに大きい値にします。大気層の上限が低くなる事で、それ以上は大気が無くなります。クオリティに関わる大気のサンプル数は、大気の底面から天井間の距離に緩く基づいているため、より少ないサンプル数の使用でクオリティを保つ事が出来ます。この場合、大気は無くなりますが、大気圏外(?)に雲層を作る事は可能です。
Floor 大気の底面 デフォルトでは惑星の地中深くに設定(地下10km)されています。
大気内では、高度と密度の関係は指数関数的な減衰によってモデル化されます。"Exp height"パラメータは、このフォールオフ(減衰)の割合に影響します。"Bluesky exp height"が8000の場合、これは海抜8000メートルで密度が海面水準の37%に低下する事を示しています。さらに8000メートルを追加するごとに同じ係数でさらに減少するので、16000メートルで37% × 37% = 14%となります。
(37%のこの" マジックナンバー "は1 / e〜= 0.37に由来します)
参照トピック "Bluesky exp height" vs "Ceiling" = troposphere vs stratosphere? より


Lightingタブ

このタブでは、霞や霧の量をコントロールするのではなく、直接光である太陽や光源の周囲に影響を与えます。"glow amount"は直接光とその周辺のエリア範囲に作用し、"glow power"は散乱力をコントロールします。
Haze glow amount 霞の発光量 太陽や発光体の周辺を輝かせるエリアの大きさをコントロールします。これは直接日光に影響を与えるもので、霧の量のコントロールは行いません。デフォルトでは少々値が大きめなので少し減らす事でよりリアルなシーンを作成する事が出来ます。また、このパラメータ値を小さくする事で太陽を小さく見せる事が出来ます。"Haze glow power"が0の場合、影響力は最小限です。下記画像は、上段の"Haze glow power"は0、下段の"Haze glow power"は0.5に設定し、"Haze glow amount"は、左から0、0.5、1.5に設定しています。"Haze glow power"が0の場合、"Haze glow amount"の値を増やすほど効果が薄れ暗くなる事が分かります。
Haze glow power 霞の発光力 大気中の太陽光の散乱をコントロールします。設定を高くすると、太陽光が大気中でより輝きます。低い設定では太陽の周りの発光エリアが狭くなり、太陽周囲でのみ発光します。"Haze glow amount"が0の場合、一切の影響力をもたらせません。下記画像は、"Haze glow amount"を0.5に設定し、"Haze glow power"は、左からそれぞれ0.5、1.0、1.5に設定しています。
Bluesky glow amount 青空の発光量 青空の構成要素となる光の量をコントロールします。下記画像は、上段の"Bluesky glow power"は0、下段の"Bluesky glow power"は0.5に設定し、"Bluesky glow amount"は、左から0、0.5、1.5に設定しています。"Bluesky glow power"が0の場合、"Haze glow amount"の値を増やすほど効果が薄れ暗くなる事が分かります。
Bluesky glow power 青空の発光力 青空の光力をコントロールします。下記画像は、"Bluesky glow amount"を0.5に設定し、"Bluesky glow power"は、左からそれぞれ0.5、1.0、2.0に設定しています。値が大きくなるほど青味は増しますが直接光の散乱周囲の青味が減少します。
Enviro light 環境光 数値が高いほど雲層が受ける環境光が強調されます。幾重にも重なる雲層によって影が出来たり、付近の発光源によって影響を受けます。『Enviro light』ノードとは違い、これは設定する雲層のみに影響します。
Cloud Layer v2』を参照して下さい。
Enviro light tint 環境光の色合い 環境光の色を設定する事が出来ます。"Cloud colour"とは違い、環境光を受ける部分にのみ設定した色味に変わります。
Anisotropic enviro light 異方性環境光 これはより正確な光散乱シミュレーションが可能になるため、デフォルトで有効です。チェック時、環境光(GIまたはアンビエント・オクルージョン)の寄与は、薄い雲の場合、後方視界方向よりも前方視界方向により強く強調し、濃い雲の場合は前方視界方向よりも後方視界方向により強く強調します。"Fake internal scattering"のパラメータは、薄い雲の前方散乱から濃い雲の後方散乱への変化をコントロールするだけでなく、濃い雲に直接光源の寄与を明るくします。"Anisotropic enviro light"が有効時に"Fake internal scattering"が0の場合、雲密度は環境光の寄与に影響を及ぼさず、主に前方散乱になります。"Sun glow"の設定は、前方散乱と後方散乱を強調付けるコントラストにも影響します。


Functionタブ

Shadow function 陰影機能 これは、雲層のどの部分が影になっているかを定義する代理方法を提供します。雲層の特定のエリアに影が必要であっても、レンダリングが遅くなる可能性があるため"Received shadows from surfaces"を有効にしたくない場合に非常に有用です。例えば任意の高度以下のすべてを影にする場合に、高度に基づく関数と『Simple shape shader』ノードを組み合わせてレンダリング時間を節約する事が可能です。


Tweakタブ

Ambient 周囲の色 雲層だけでなくその周囲にも雲の粒子が拡散して色付けるための無指向性で均一な光レベルを設定する方法を提供します。その統一性と方向性の欠如が特にリアルな結果を生むことはなく、その使用は発光体を生成する時や輝かせたい時などに限られています。
Fake dark power 偽暗がりの強調 太陽や環境の光を全く無視して、単に雲を暗闇がかった色に変化させる事が出来ます。
Fake dark sharpness 偽暗がりの鮮明さ 雲層の明暗をPhotoshopの色調補正「明るさ・コントラスト」処理を掛けたような効果を得られます。
Bluesky density colour 青霞の密度色 割合で設定される"Bluesky density"の色を直接カラーピッカーを使って設定します。ただし、「Main」タブで調整しする事で色が反映されてしまう諸問題を抱えています。
Redsky decay colour 夕暮れ空の減衰色 割合で設定される"Redsky decay"の色を直接カラーピッカーを使って設定します。ただし、「Main」タブで調整しする事で色が反映されてしまう諸問題を抱えています。
Ozone factor オゾンファクター これは大気中でシミュレーションされたオゾン層の吸収強度をコントロールします。特に日の出と夕暮れ時による青い空を生み出す赤と青の光を吸収します。それは高高度からのビューにも強く影響します。オゾン層の高度定義は平均的な地球の大気をシミュレーションするために変更出来ない仕様ですが、デフォルトの"8000"と異なる場合は"bluesky exp height"値に比例してスケーリングします。"bluesky exp height"値がデフォルトの8000の場合、 オゾン層 は高度12kmから63km間に存在し、20km付近で密度が最高値に達します。密度もまた様々なセットアップでリアルな結果を生み出すために、"bluesky"の密度に比例して変化します。デフォルトプロジェクトの"Ozone factor"値は0.5です。新規作成した『Planet atmospheres』ノードでも、"Ozone factor"値は0.5です。オゾンファクターのサンプル画像は、「新しくなったTerragen 4」で確認する事が出来ます。
Improved glow model 改善されたグローモデル これまでに、光の拡散によって画像の一部に黒点が生じる問題がありましたが、このパラメータを有効にする事で、ポスト処理が行われ黒点問題を解決する事に役立てます。TG2以降は未チェックの時、画像が真っ黒になります。
Reset tweaks 調整をリセット このタブで調整を行った編集をすべてリセットして元の設定に戻します。


Qualityタブ

Number of samples サンプル数 サンプル数が多いほど、よりディティールの細かな雲や霧を描画する事が出来ますが、細かさに伴いレンダリング時間も増大するのでむやみに値を大きくしないで下さい。これは、例えばアンチエイリアスが5の場合、1ピクセル当たり5x5の最大25個のサンプル数を持つことを意味します。サンプルは複数のピクセルに亘って補間され、数ピクセルが他のピクセルよりも多くのサンプルと重複しています。実際には、ピクセルに寄与する実際のサンプル数は、アンチエイリアスフィルタが使用されているため、ピクセルよりもさらに複雑となります。
通常は16(アンチエイリアスに換算すると4)で使用し、最も複雑なシーンにおいては最大64(アンチエイリアスに換算すると8)までに抑えて設定する事をお勧めします。

このサンプル画像から、雲のサンプル数はアンチエイリアスによって大きく左右され、雲のノイズを減らすためにアンチエイリアスを増やす代わりに同じレベルの品質を維持し、サンプルを減らしてレンダリング時間を短縮するといった工夫が出来ます。また、『Cloud layer』ノードの"Ray-marching quality"のパラメータを少し増加する事でも雲のクオリティを上げる事も出来ます。
Adjust to distance 距離の適応 チェック時、カメラから遠ざかる程ディティールが荒くなり、近付く程精密にレンダリングします。未チェック時は遠近共に精密にレンダリングします。レンダリング速度の向上に役立ちます。
Receive shadows from surfaces サーフェスから影を受ける 雲の上に、地形やその他のサーフェスによる目に見える投影が必要な場合や、サーフェスの後ろで光源の輝きを隠す場合にのみ、チェックを入れて有効にします。例えば、雲を突き抜ける標高の高い山峰やバベルの塔などが、太陽の光を浴びて雲面に影を落とすシーンなどに有用です。

このサンプルでは、山の向こうに隠れる太陽光が、チェック無効時、山を突き抜けて手前の地上にまで光が届いていますが、チェック時、山に遮られた光は山を越えて届きません。