• Blender – Unsupported Graphics Card Configuration
• A graphics card and driver with support for OpenGL 4.3 or higher is required. Plugging all monitors into your primary graphics card might resolve this issue. Installing the latest driver for your graphics card could also help.

というメッセージが出て終了することがありました（GPU 自体は当然 OpenGL 4.3 以上対応のはずなのに、です）。

イベントログ上では Blender 側が ucrtbase.dll で 0xc0000005（アクセス違反）で落ちる記録（Application Error 1000 / WER 1001）が残ることがあり、また WER 側には LiveKernelEvent（WATCHDOG/141 など）が出ることもありました。一方で、典型的な TDR（Display 4101）や nvlddmkm 153 が常に出る、という形ではありませんでした。

この問題が厄介だったのは、再現性が安定しない点です。ある時は同じシーンで通り、再起動を挟むと同じ操作で落ちる、という挙動になりました。

以下、いろいろChatGPTと相談しながら試した記録を記事にしています。

環境の特徴

今回のポイントは「デュアル GPU」だけではなく、モニタが複数枚で、両方の GPU に接続せざるを得ない構成だったことです。私の環境は6モニタなので、RTX 5090 は出力が 4 ポートのため物理的に全モニタを片方の GPU に集約することができません。

この前提があると、Windows と NVIDIA ドライバが「どちらの GPU で OpenGL コンテキストを作るか」を自動判定する場面で、意図しない選択が起きる余地が増えます。

切り分けで試したこと（うまくいかなかった／決定打にならなかったもの）

以下を試しました。

1) 片方ずつの GPU でレンダリング

Blender 側でデバイスを片方だけ有効にしてレンダリングし、さらに両方を有効にしてレンダリングも実施しました。両方を有効にした場合は、レンダリング時間が約半分（例：1分20秒→40秒程度）まで短縮し、計算自体は 2 枚使えていることが確認できました。ここから「2 枚構成そのものが常に破綻する」という状況ではないと判断しました。

2) OCCT などで GPU 負荷テスト（PL 制限含む）

Afterburner で 2 枚とも Power Limit を 80% にした状態でも OCCT の 3D 負荷を継続でき、電力・温度・安定性の観点では致命的な兆候は見えませんでした。さらに、Blender のレンダリング時間が PL 80% と 100% で大差が出ないケースもあり、少なくとも「PL が原因で Blender が落ちる」という説明は成立しにくい状況でした。

3) Blender の設定・インストールを疑う（ポータブル ZIP / config 削除）

ポータブル版を使い、C:\Users\<User>\AppData\Roaming\Blender Foundation\Blender の設定を削除し、起動直後のデフォルトシーンでも試しました。しかし、それでも落ちる時は落ちました。したがって、特定アドオンや設定の破損だけが原因とも言い切れませんでした。

4) CPU レンダリングでも同様に落ちることがある

レンダリングを CPU に切り替えても落ちることがありました。ここが非常に重要で、これにより「CUDA/OptiX の計算部分だけの問題」ではなく、Blender が動作するための描画系（≒OpenGL 側）での問題を強く疑う方向に寄りました。

5) DDU → 最新 Studio Driver をオフラインでクリーンインストール

セーフモードで DDU を使い、LAN ケーブルを抜いてオフラインで Studio Driver を入れ直しました。一時的に改善したように見えましたが、再起動後に再発しました。つまり、これは「やる価値はあるが、今回の決定打ではなかった」という位置づけでした。

6) iGPU を無効化

iGPU（AMD Ryzen 内蔵 GPU）をデバイスマネージャで無効化し、再起動しましたが、問題は継続しました。よって今回の主因が iGPU の混在だと断定するのは難しい状態でした。

最終的に効いた対策（解決策）

NVIDIA コントロールパネルで、グローバル設定の 「OpenGL レンダリング GPU （OpenGL rendering GPU）」 を

• Auto（自動）→ 特定の RTX 5090（メイン側）に固定

へ変更したところ、Blender のエラーが止まり、少なくとも同一条件での再現ができなくなりました。現状、これが最も説明力の高い「解決策」になりました。

理屈

1) Blender は「UI/ビューポート＝OpenGL」で動いている

Blender は UI とビューポート描画を OpenGL で行います。したがって「レンダリングボタンを押した瞬間」に落ちたように見えても、その瞬間に OpenGL が関与する処理は十分にあり得ます。たとえば、レンダリング開始時には進捗 UI 更新、レンダー結果の表示領域の更新、描画コンテキストの再初期化、ウィンドウ移動・モニタ跨ぎに伴うコンテキスト再確立などが起こり得ます。

また、CPU レンダリングでも落ちることがあった点は、「計算（CUDA/OptiX/CPU）ではなく、表示系（OpenGL）起点のクラッシュ」が混ざっている説明と整合します。

2) デュアル GPU + 複数モニタでは「どの GPU が OpenGL を担当するか」が揺れます

モニタが複数で両方の GPU に接続されていると、アプリのウィンドウがどのモニタ上にあるか、OS がどのアダプタを優先として扱うか、ドライバの自動判定がどう働くか、という条件が絡みます。

この自動判定が不安定だったり、特定条件で誤った GPU を選ぶ（あるいは OpenGL コンテキスト作成が失敗する）と、アプリ側は「OpenGL 4.3 以上が必要」という“能力不足に見えるエラー”として落ちることがあります。実際には GPU の能力不足ではなく、OpenGL コンテキストが期待どおりに作れなかったことが本質です。

そこで OpenGL rendering GPU を固定すると、OpenGL の担当 GPU がブレなくなり、コンテキスト作成・維持の条件が安定します。今回の改善はこの説明が最も自然です。

3) 「固定していないほうの GPU 接続モニタでも落ちない」理由

この挙動も矛盾ではありません。OpenGL rendering GPU を固定した場合、ウィンドウがどの GPU に接続されたモニタ上にあっても、OpenGL の実処理は指定 GPU で行われる（または少なくとも指定 GPU を優先）という形になります。そのため「非指定側モニタで操作したら必ず落ちる」ということにはなりません。

どちらの 5090 を指定するべきか

基本的には、次の方針が合理的です。

• メインモニタが接続されている GPU（普段の UI を担当している側）を指定する
• もし OC 版と無印があり、さらに PCIe のリンク条件などが良い側が明確なら、その「条件が良い側」を指定する

OpenGL は UI/ビューポートの体感にも関わるため、普段使いの滑らかさや安定性の観点では「メイン側に寄せる」判断が筋が通ります。

これで CUDA / OptiX のレンダリングは 2 枚使えるのか

使えます。OpenGL rendering GPU の設定は、主に OpenGL の描画担当を決める設定です。一方、Blender の CUDA / OptiX レンダリングは、Blender 側の「使用デバイス設定」で 2 枚とも有効にしていれば、基本的に両方を使います。

実際にタスクマネージャー上で 2 枚とも使用率が上がっている観測があるなら、「計算に使われている」という理解で問題ありません。

グローバル固定のデメリット（起こり得ること）

グローバル固定は運用が楽で、今回のように「Auto の揺れが原因」っぽいケースでは有効です。一方、理屈上のデメリットは次の通りです。

• OpenGL を使う他アプリでも、その指定 GPU に OpenGL が寄るため、用途によっては負荷が偏る可能性があります
• ごく稀に、特定アプリが「表示している GPU と同じ GPU で OpenGL したい」前提で作られている場合、挙動が変わる可能性があります（この種の問題は一般には多くありませんが、可能性としては残ります）

ただし、挙げられている主要アプリ（Premiere Pro / After Effects / Photoshop / DaVinci Resolve）は、実務上は DirectX/CUDA 側が中心で、OpenGL rendering GPU の固定が直撃するケースは多くありません。したがって、「まずグローバルで固定して安定を取る」という判断は現実的です。

もし将来、特定アプリだけ違和感が出た場合は、その時点で「グローバルは Auto に戻し、Blender（blender.exe）だけプログラム設定で固定する」という運用に切り替えると、影響範囲を最小化できます。

まとめ

今回の問題は、GPU 性能不足ではなく、デュアル GPU + 複数モニタ構成における OpenGL 担当 GPU の自動選択が不安定で、Blender の OpenGL コンテキストが破綻する瞬間があった、という整理が最も整合します。

DDU やドライバクリーンインストール、iGPU 無効化は「やるべき切り分け」ではありますが、決定打は NVIDIA コントロールパネルで OpenGL rendering GPU を固定することでした。これにより、Blender の UI/ビューポート（OpenGL）経路が安定し、レンダリング開始時のクラッシュが止まりました。

ですが、それらを表示・再生するのは一苦労で、jpgファイルのように気軽に開くことができません。

とても便利なビューアーソフトを見つけたのでメモ。

cineSync Play

cineSyncは、ハリウッドスタジオで使用されている、画像/映像のチームレビューに使うソフトのよう。公式サイトはこちら↓

Cinesync: Real-time media review and approval

Cinesync is the Academy Award-winning platform that enables high-resolution playback and interactive collaboration, rega...

www.backlight.co

画像に線とか書き込めるので、制作した映像とかをチーム内でレビューするのを円滑にする系のプロダクトなんだと思います。これは有料の製品ですが、そのプレーヤー部分だけを切り出したものが無料ソフトとして配布されており、「cineSync Play」と呼ばれているようです。

下記がダウンロードリンクです。

Download Cinesync for Mac, Windows, and Linux

Get ready to elevate your media review experience. cineSync is free to download and install as a local player.

www.backlight.co

MacOS(Apple Silicon), MacOS(Intel), Windows, Linux版がある様子。Windows版は、インストーラ版と、zip版がありました。私はWindows zip版をチョイス。一応、この記事執筆時の最新版の直リンクを張っておきます。

Download cineSync Play 5.4.6 for macOS Silicon

Download cineSync Play 5.4.6 for macOS Intel

Download cineSync Play 5.4.6 for Windows

Download cineSync Play 5.4.6 Windows (install-free)

Download cineSync Play 5.4.6 for Linux

cineSync Playの設定

cineSyncPlay.exeを起動したらそのまま使えます。言語はEnglishのほかに日本語も選べました。ちょっと翻訳怪しいのでEnglishのまま使います。

使い方は簡単、exrファイルをそのままドラッグ＆ドロップするだけです。連番ファイルは勝手にアニメーションとして認識してくれます。再生も軽快です。もう何も説明するところがない（汗）

Blender AgXカラーマネジメントの再現

cineSync Playは、LUTファイルやOpenColor IO（ocio）によるカラーマネジメントにも対応していますので、3Dソフトのルックを完全に再現できます。

なので今回は、Blenderのカラーマネジメント「AgX（旧Filmic）」のルックを完全再現する方法をメモ。

Filmic Blender とは

Blenderには独自のカラーマネジメントシステムが搭載されていて、Blender2.8ごろから、「Filmic」と呼ばれる、フィルムライクでリアルなview transformが設定できるようになっています。3Dソフト内部では、光の情報は32bit空間のリニアな情報として表現、計算がされていますが、view transformによって、それをディスプレイに表示するときちゃんと写真っぽい見た目になるように変換処理がなされます。リアルなview transform設定が、filmicということです（雑説明）。

Filmic Blenderに関する説明は下記の動画がわかりやすいです。ただ、これは2.7時代の説明で、操作手順はかなり古い情報ですので参考にしないでください。今ではもう標準搭載されてますし、後述しますがFilmicの進化版のAgXがBlender4.0から採用されています。

GitHub - sobotka/filmic-blender: Film Emulsion-Like Camera Rendering Transforms for Blender

Film Emulsion-Like Camera Rendering Transforms for Blender - sobotka/filmic-blender

github.com

Blender AgX とは

前述のとおり、Filmicは改良が加えられ、「AgX」と呼ばれるようになりました。Blender4.0から標準搭載され、デフォルト設定になっています。

AgXについては下記を参照。

GitHub - EaryChow/AgX: Eary's Version of AgX

Eary's Version of AgX. Contribute to EaryChow/AgX development by creating an account on GitHub.

github.com

AgXをDavinci Resolveで扱いやすくするLUTが配布されています。

Free Blender AgX Color Space LUTs

These LUTs convert the new AgX color Management renders to rec709.Find out why and how to use AgX in this Video here:

cinematiccookie.gumroad.com

cineSync PlayとBlenderのルックを一致させる

Blenderのカラーマネジメントは、ocio（Open ColorIO）で内部的に管理されています。

ということでcineSync Playを開き、お好きなレンダリング済みEXRファイルを開いておきます。

そして「Tools→Colour Grading」をクリック。
「LUT’s」パネル内の「OCIO」の「Select」から、Blenderフォルダ内の下記ファイルを選択します。「blender-4.3.2-windows-x64/4.3/datafiles/colormanagement/config.ocio」

引き続き「OCIO」パネル中で
・Input Colour Space ＝ Linear Rec.709
・Look = None （Blenderで設定しているのに合わせる）
・Output Colour Space = AgX （Blenderで設定しているのに合わせる）
・Display = sRGB
と設定します。

これで、カラーはBlenderビューポート内と一致したと思います。

次に、bit depthの設定です。たぶん、今の状態だと白飛び/黒つぶれしているような画になっているかと思います。

「Edit→Preferences」をクリック

「Playback and Graphics」タブ内の、「Playback and Graphics」パネル内の、「Colour buffer precision」を「32-bit floating point」に設定。別に、「16-bit floating point」でもよいです。Blenderのレンダリング保存設定でどっちを選択してるかによります。とにかく8-bitはやめましょう。

完成

これで、Blenderビューポート内のレンダリング画像と、cineSync Play内のビューが一致したと思います！

余談：DJVというEXRビューア

もともと、EXRビューアとして「DJV」というものを使っていました。

Site not found · GitHub Pages

darbyjohnston.github.io

これも高機能で軽量でよかったんですが、更新が2020年の2.0.8から進んでいないのと、ocioのサポートが、バージョン1までなので、最新のBlenderのocioを読めません。ということで、cineSync Playに乗り換えたのでした。

DJVについての参考記事はこちら

DJV 2.0.8 - 連番画像やOpenEXR(EXR)などの形式も表示可能！CG・VFX・映像関係者向け無料・オープンソースのイメージビューアー！Win&Mac＆Linux

Darby Johnston氏によるCG・VFX・映像業界が扱う連番画像やOpenEXRなどのフォーマットを閲覧するのに特化したビューアーツール「DJV 2.0.8」！WindowsやMacOS、そしてLinuxに対応し無料＆オープンソース...

3dnchu.com

DJVでBlenderのルックを再現する設定が詳しく解説されています。ただし、最新のBlenderではうまくいきません。

気軽なOpenEXRワークフロー！　DaVinci Resolve、After Effectsとの連携｜Blenderライフハック Vol.9

CGアーティストのTaka Tachibanaです。 Blenderのあらゆる効率化TIPSをお届けしている【Blenderライフハック】。第9回目となる今回は、「気軽なOpenEXRワークフロ...

vook.vc

さらなる余談

DJVは更新に難航している様子…OCIOv2のサポートもだいぶ先になりそうな感じなのが、下記GitHubページから読み取れます。

Trying out OCIO v2 by miabrahams ﾂｷ Pull Request #468 ﾂｷ grizzlypeak3d/DJV

Hello! I was curious to see whether DJV could be upgraded to OCIO v2. I was able to successfully get it to build on my m...

github.com

tlRenderというものを一から作っている様子。よくわかってませんが…

GitHub - grizzlypeak3d/tlRender: tlRender is an open source library for building playback and review applications for visual effects, film, and animation.

tlRender is an open source library for building playback and review applications for visual effects, film, and animation...

github.com

参考サイト

海外ニキたちが、私と同じ問題にぶつかって解決している記事です。ちょっと足らない記載とかあったので、私がこの記事を書いた、という裏事情があります。

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下記の1:31:08あたりから、cineSync Playの紹介があります。

下記はEXRワークフローで参考になる動画。

What do various property highlight color overlays mean?

I have downloaded a free model for my current project and spotted those different colors on Scale, Rotation, Location, a...

blender.stackexchange.com

グレー/テーマカラー – 変更なし、静的、非アニメーション値
緑 – プロパティはアニメートされるが、現在のフレームではキーフレームされない（右側の菱形の輪郭デコレータに注目。）
黄色 – プロパティはアニメーション化され、現在のフレームでキーフレーム化される（右側の塗りつぶされた菱形のデコレーターに注目）。
オレンジ – プロパティはアニメーションしているが、値が変更され、現フレームの評価/キーフレームされたアニメーションと一致しなくなった。これは、プロパティを変更したが、まだ新しい値をキーフレーム化していない場合に発生します。新しいキーフレームが挿入されていない場合、ファイルに保存されているキーフレーム化/評価済みの値にジャンプバックし、データ損失の可能性があります。レンダリングにも、現在UIに表示されている状態ではなく、保存された状態が反映されます。より強いオレンジ色は、保存されていない状態をユーザーに警告するはずです。
Teal/Blue – プロパティはオーバーライドされます。これは、ライブラリ、または他の外部ブレンドファイルからリンクされたデータの場合のみです。リモート・ライブラリに保存されている定義済みのデフォルト値とは異なり、ローカルで設定された新しいデータがオーバーライドされていることを意味します（右側のoverridden矢印デコレータに注目）。
紫 – プロパティは、他のプロパティ/オブジェクトから計算された 入力に応じて値を自動的に制御するドライバ、式、または単純な数学関数 を持ちます（右側の駆動矢印デコレータに注目）。
赤 – エラー状態（モディファイアやコンストレインでよく使われる）。このプロパティは無効な値を持っているか、無効になっているか、あるいは目に見える効果を出していません。下の例では、Subdivisionモディファイアは、ビューポートとレンダリング出力の両方でゼロのサブディビジョンを持っています。有害なエラーが発生していないにもかかわらず、その名前は赤く表示され、現在無効な出力であることを警告しています。

※自分のメモ用なので、雑ですが許してください。（現在作成中）

とりあえず自分で作ってみてXに上げています

Flip FluidsとOcean Modifier

Flip Fluids公式サイト

FLIP Fluids Addon for Blender – FLIP Fluids Addon For Blender

flipfluids.com

Blender Market

https://blendermarket.com/products/flipfluids

blendermarket.com

Ocean Modifierドキュメント

Ocean(海洋)モディファイアー - Blender 5.0 Manual

docs.blender.org

これは、オープンソースの Houdini Ocean Toolkit からの移植です。

https://docs.blender.org/manual/ja/latest/modeling/modifiers/physics/ocean.html

この機能Houdiniからパクってきた機能なのか…（オープンソースありがたし）

Oceanモディファイヤの設定

適当なPlaneにOceanモディファイヤを適用すると海っぽいものが出来上がる。Resolutionは32とか64にする。実際のDisplaceマップは、Resolutionの2乗になるので、64なら4096×4096ピクセルのDisplaceマップが内部で生成される。Bake機能で、そのマップをEXRで書き出せる。Foamオプションをつけると、泡のマップも書き出す。Coverageは-1くらいがちょうどいい。

Timeパラメータが時間発展なので、これにキーを打ち、Linear Extrapolationに設定して無限に発展していくようにするとよい。

Graph Editorウィンドウの下にあるメニューから「Channel」⇒「Extrapolation Mode」⇒「Linear Extrapolation」で設定可能。

下記動画のチュートリアルが参考になる。両方ともほぼ同じ手法。Oceanモディファイヤ平面を2パターン用意して、一つは大きなうねり用（Swell）、もう一つは詳細用（Detail）で作り、それらをBakeした後に別の平面にそれらを適用する流れ。

平面は、巨大な円ポリゴンだが、個人的には三角ポリゴンを密集させて極みたいにすると、テクスチャが破綻すると思うので、Add Circle→Fill Type: NothingでFillなしサークルを作ったのち、EditモードでFace→Grid Fillすることで四角ポリゴンで円を作れる。あとはSubdivision Surfaceで細かくする。

円の作り方(1:04付近)

円ポリに、BakeしたDisplaceマップを適用したマテリアルをあてる。その際、Adaptive Subdivisionという機能（カメラに近い部分ほど細かくSubdivideする）を有効にする。こういう機能ゲームとかでよくあるよね。UE5のNanite的な？ただしこの機能はExperimental Featureなので、レンダーパネルでExperimental Featureをオンにしないと使えない。(追記：Blender5.0ではExperimentalは外れて正式実装されてました）

Oceanモディファイヤの使い方は下記のチュートリアルが参考になる

泡（Foam）つきのチュートリアルは以下が参考になる

Oceanモディファイヤをループ対応に

Oceanモディファイヤのベイクファイルをループ対応にするTips

Oceanモディファイヤ無しのプロシージャルシェーダーで海表現

上記動画に関連して、Oceanモディファイヤ無しでプロシージャルシェーダーで海を再現した人もいました。

参考資料1

ArchiCraig CAD氏のチャンネルでの作例

Oceanモディファイヤが適用されたPlaneとFlip Surfaceに同じDisplaceを適用することでミックスする。

FLIP Fluids Addon: A liquid fluid simulation tool for Blender

Hey Olof, Sorry for the delay, There it is ;

blenderartists.org

BlenderArtistsにノード情報が投稿されている。消えたら困るのでこちらに転載する（確信犯）。機械翻訳つき

Ocean Shader Node
The 2 generated ocean displacement are masked by a noise texture to try to eliminate the tiles repetitions. The noise texture location is animated and scaled uniformely to mimic wind direction influence.

海洋シェーダー ノード
生成された 2 つの海洋変位は、タイルの繰り返しを排除するためにノイズ テクスチャによってマスクされます。ノイズ テクスチャの位置は、風向の影響を模倣するために均一にアニメーション化され、スケーリングされます。

Ocean Plane Modifier stack
Need to be using experimental cycle render to be able to use the adaptive subdivision option. See ocean youtube video of dylan neil for more in depth information. Youtube – Dylan Neil

海洋平面モディファイア スタック
アダプティブ サブディビジョン オプションを使用するには、実験的なサイクル レンダリングを使用する必要があります。詳細については、Dylan Neil の海洋 YouTube ビデオを参照してください。

Flip Surface info
Flip surface shader node (enlarged screen shot below) :
The node tree is similar to the ocean shader , only exception , the feather edge mask nodes and the speed attribute node that change transmission/ss scattering color.

フリップサーフェス情報
フリップ サーフェス シェーダ ノード(下の拡大スクリーンショット):
ノード ツリーは海洋シェーダに似ていますが、フェザー エッジ マスク ノードと、透過/ss 散乱色を変更する速度属性ノードのみが例外です。

Zoom (Flip surface shader node)
the Opacity of the fluid is greater when the speed is greater. It does mimic foamy water at high speed area. I think that vorticity would make more sense in this case (to be tested).

Zoom (Flip surface shader node)
Same as the ocean displacement

Flip Surface modifier stack
I do not use adaptive subdivision on the Flip surface , as seen on the ocean modifiers. Adaptive subdivision doesnt support custom vertex attributes yet (e.g. speed) T92622. Notes that, it does eat a ton of ram using it on high polycount mesh ( like the surface generated by Flip). To keep the displacement detail constant between the ocean and the flip surface, i need to add some subdivision to it. Make sure the subdivision is at the bottom on the stack, it greatly improve render speed (as of blender 3.1, Optix & Cuda only).

Regarding the Lattice modifier, refer to this Twitter – Francis Jasmin

https://twitter.com/FrancisJasmin2/status/1443476078752944138

twitter.com

White Water Geometry node
The white water is displaced by the same displacement map combination as the ocean & Flip surface. it is only a conversion of the shader node displacement to geometry nodes displacement.

ホワイト ウォーター ジオメトリ ノード
ホワイト ウォーターは、海洋とフリップ サーフェスと同じディスプレイスメント マップの組み合わせによってディスプレイスメントされます。これは、シェーダ ノード ディスプレイスメントをジオメトリ ノード ディスプレイスメントに変換するだけです。

Blenderは、実はコマンドラインでも動かすことができます。レンダリング命令もできるので、簡易ネットワークレンダリングやバッチレンダリングにぴったりです。

コマンドの例

コマンドはこのような感じになります。Windows, Linuxどちらも共通です。

blender --background -noaudio test.blend --threads 0 --render-output //anim --render-anim

※BlenderへのPATHが通っている前提の記載です。（PATHが通っていない場合は、上記の「blender」とある部分を、C:\Program Files～～などから始まる絶対パスで記述すればOKです）

オプションの解説

よく使うもののみを紹介します。すべてのオプションは、公式マニュアルにあるのでそちらを御覧ください。基本的に、指定しなかったオプションについては、保存されているblendファイルや、Preferenceの設定がそのまま使われます。

Command Line Arguments - Blender 5.0 Manual

docs.blender.org

-b もしくは --background
バックグラウンド実行（GUIを表示しない）。コマンドラインレンダリングの際は通常これにする。

-noaudio
オーディオシステムを使わない（GUIを起動していないLinuxなどはこれを追記する）。

-t もしくは --threads <スレッド数>
レンダリングに使うCPUスレッド数。0を指定すると、すべての論理スレッドを使う。（8コア16スレッドCPUを使っているとしたら、16になる。）これは無くてもいいが、blendファイルで少なく指定している場合にオーバーライドするために使う。

※マルチGPU構成等の場合、使用GPUを指定したかったりするかもしれませんが、これについては、コマンドライン引数では指定できません。そのかわり、Pythonスクリプトを使うことで実現可能です（後述）。

-o もしくは --render-output <アウトプットのパス+ファイル名>
出力先。指定しない場合は、blendファイルの情報が使用される。
・// がblendファイルの場所基準の相対パス。
・アニメーションの場合、末尾に0000.pngや0000.exrがつく。
したがって、たとえば //render/out とすると、(blendファイルの場所)/render/out0000.exr 、 (blendファイルの場所)/render/out0001.exr 、といった形でファイルが保存されていく。
・#記号を使うことで、その部分を連番扱いにすることも可能。
//render/animation_##_testとすると、animation_01_test.png のように名前がつけられる。#の数がそのままゼロ埋めの桁数になる。

-a もしくは --render-anim
アニメーションレンダリング。blendファイルで定義されたフレームのレンダリングを順番にすべて行う。

-f もしくは --render-frame <フレーム番号>
特定のフレームのみレンダリング。とびとびの値や、連続フレームなどが柔軟に指定できる。
・複数のフレームを指定するときは、コンマで区切る。
例 : --render-frame 1,4,10,20
・あるフレームからあるフレームの間を指定するときは、「..」を使う。
例 : --render-frame 5..10
・上2つを組み合わせた表記も可能。
例 : --render-frame 1,5,10..20,30..40,55,60
・スペースなどを含めないこと(引数の切れ目として認識されてしまう)。

オプション指定の注意点

以上のオプションを書く順番は、ある程度決まっています（これ重要）。ルールは、

blender [引数を取らないオプション] [blendファイル] [引数をとるオプション] [フレーム指定オプション]

となります。

[引数を取らないオプション]
-b(--background)や、-noaudioなど。blenderの起動方法に関わる部分。

[blendファイル]
blendファイルの場所を指定する。

[引数をとるオプション]
上の例では-t(--threads)や-o(--render-output)など。

[フレーム指定オプション]
-a(--render-anim)もしくは-f(--render-frame)を入れる。このオプションは必ず最後にしないといけない。途中に書くと、命令がそこまでだと認識され、後に書いた部分はすべて無視される。

自動レンダリングWindowsバッチファイル

Windowsのバッチレンダリングに使える.batファイルを作成してみました。変数を使って、柔軟に変更できるようになっています。
set文は、変数の指定を意味しています。同じ変数の指定文が複数ありますが、一番下にあるものが優先されるので、行の順番を変えることで設定をいじれるようになっています。（このような書き方って、セオリー的にどうなんでしょうかね。あんまり綺麗では無い気がしますが、私はこうやってます。）
また、logファイルに、レンダリングの情報が逐一出力されるようになっています。log=nulにすると、ログを作りません。
%blender%から始まる行を複製して並べれば、複数ファイルを順番にレンダリングするようなものを作れます。

set blender="C:\Software\Blender\2.81\blender.exe"
set log=nul
set log="Z:\Web\CGBeginner\log.txt"

set blendfile="Z:\Web\CGBeginner\render.blend"
set threads=0

set outpath= --render-output //scene1/render
set outpath=

set frame=--render-frame 359..360
set frame=--render-anim

%blender% --background -noaudio %blendfile% --threads %threads% %outpath% %frame% >> %log% 2>&1

rem @echo off
echo End of Batch
pause

自動レンダリングシェルスクリプト(Bash)

Linuxで使うシェルスクリプトも作成しました。中身は.batと同等です。

blender="/home/user/bin/blender2.81/blender"
log="/dev/null"
log="/home/user/log"

blendfile="/home/user/render.blend"
threads=0

outpath="--render-output //scene1/render"
outpath=""

frame="--render-frame 1,3,5"
frame="--render-frame 1..10"
frame="--render-anim"

${blender} --background -noaudio ${blendfile} --threads ${threads} ${outpath} ${frame} >> ${log} 2>&1 &

Pythonスクリプトを用いた高度な指定（GPU指定レンダリング）

現在、私のPCはGPUを2台搭載した以下のような構成になっています。

• CPU : AMD Ryzen 9 5950X
• GPU 1: NVIDIA GeForce RTX 3080
• GPU 2: NVIDIA GeForce RTX 3090

基本的に、最後に保存したUser Preferenceの設定がそのまま使われるのですが、バッチ制御でGPUを指定してレンダリングを行いたい！というときがあります。わたしの場合、おなじblendファイルのレンダリングを、GPUごとに別プロセスに分けてレンダリングさせたりしてます。（そっちのほうがシステムが安定している気がする）

上述のコマンドライン引数では、計算タイプ（CUDA, Optix, HIP, etc）の指定や、GPUの指定はできません。そのような場合は、Pythonスクリプトを指定してレンダリングを行うことで実現可能です。

たとえば、上で書いたbatスクリプトを、

set blender=C:\Software\Blender\4.1.1\blender.exe
set blendfile="D:\Data\render.blend"

start %blender% --background -noaudio --python render_gpu0.py -- %blendfile%
start %blender% --background -noaudio --python render_gpu1.py -- %blendfile%

のように書き換えます。Pythonファイルを指定しているわけですが、Pythonファイルは以下のようになります。

render_gpu0.py

import bpy
import sys

# レンダリングする.blendファイルをコマンドライン引数から取得
blend_file_path = sys.argv[-1]

# Optixを使用するように設定
bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.compute_device_type = 'OPTIX'

# 利用可能なすべてのデバイスを表示
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
if devices is not None:
    for i, device in enumerate(devices):
        print("Device {}: {}".format(i, device.name))
else:
    print("No devices found.")

# 利用するデバイスを全てOFFに初期設定
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
for device in devices:
    device.use = False

# GPUを指定
devices[3].use = True

# レンダリング設定
bpy.context.scene.render.engine = 'CYCLES'
bpy.context.scene.cycles.device = 'GPU'

# ファイルの読み込みとレンダリング
bpy.ops.wm.open_mainfile(filepath=blend_file_path)
bpy.ops.render.render(animation=True, write_still=False)

一旦すべてのデバイスをOFFにした上で、devices[3].use = Trueと書いてある部分で、GPUの指定をしています。この数字はどこから得たのか？ですが、

# 利用可能なすべてのデバイスを表示
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
if devices is not None:
    for i, device in enumerate(devices):
        print("Device {}: {}".format(i, device.name))
else:
    print("No devices found.")

をBlender上のコンソール等で実行することでわかります。私の場合、以下のような出力になります。

Device 0: NVIDIA GeForce RTX 3090
Device 1: NVIDIA GeForce RTX 3080
Device 2: AMD Ryzen 9 5950X 16-Core Processor
Device 3: NVIDIA GeForce RTX 3090
Device 4: NVIDIA GeForce RTX 3080

このうち、Device 0, 1はCUDA、3,4がOptixです。2のCPUについては、CUDAとOptix両方のようです？このことを確認したければ、以下のコード

# デバイスが有効かどうか
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
if devices is not None:
    for i, device in enumerate(devices):
        print("Device {}: {}".format(i, device.use))
else:
    print("No devices found.")

をコンソールで動かせば、上記がTrueかFalseか表示されますので、BlenderのGUIでPreferenceをいじりながら、何のチェックを入れたら何がTrueになるのかを見ていけば紐付けられます。ということで私の場合は、RTX3090でOptixレンダリングしたい場合は、devices[3].use = Trueとなるわけです。

render_gpu1.pyには、devices[4].use = Trueとしておけば、それぞれのGPUで別プロセスでレンダリングが自動でできるというわけです。CPUも加えたければ一緒に書いておけばいいと思います。

以下は、RTX3090とCPUでレンダリングするためのPythonコードです。

render_gpu0_cpu.py

import bpy
import sys

# レンダリングする.blendファイルをコマンドライン引数から取得
blend_file_path = sys.argv[-1]

# Optixを使用するように設定
bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.compute_device_type = 'OPTIX'

# 利用可能なすべてのデバイスを表示
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
if devices is not None:
    for i, device in enumerate(devices):
        print("Device {}: {}".format(i, device.name))
else:
    print("No devices found.")

# 利用するデバイスを全てOFFに初期設定
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
for device in devices:
    device.use = False

# GPUとCPUを指定
devices[2].use = True
devices[3].use = True

# レンダリング設定
bpy.context.scene.render.engine = 'CYCLES'
bpy.context.scene.cycles.device = 'GPU'

# ファイルの読み込みとレンダリング
bpy.ops.wm.open_mainfile(filepath=blend_file_path)
bpy.ops.render.render(animation=True, write_still=False)

逆順からレンダリング

Blenderは通常、アニメーションレンダリングは、指定範囲のフレームを、前から順に行っていきます。でも、マシン複数台でレンダリングする際など、レンダリングの順番を制御したいときもあるでしょう。私も、メインマシンとサブマシンでレンダリングする際、両方とも前から順でもいいのですが、たまにマシンの環境違い等によって、微妙に結果が違うレンダリングになってしまうことが経験上ありました。メインマシンとサブマシンで両方とも前から順にレンダリングしていた場合、そういう時に変なフリッカーになってしまい、分離するにも容易じゃない状況になってしまいます。こういう時、メインマシンは前から順、サブマシンは逆順でレンダリングができれば便利では！？そう思ったので方法をメモします。

上で述べた、Pythonスクリプトをベースにして、render_gpu0_backwards.pyと名付けましょう。

import bpy
import sys

# レンダリングする.blendファイルをコマンドライン引数から取得
blend_file_path = sys.argv[-1]

# Optixを使用するように設定
bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.compute_device_type = 'OPTIX'

# 利用可能なすべてのデバイスを表示
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
if devices is not None:
    for i, device in enumerate(devices):
        print("Device {}: {}".format(i, device.name))
else:
    print("No devices found.")

# 利用するデバイスを全てOFFに初期設定
devices = bpy.context.preferences.addons['cycles'].preferences.devices
for device in devices:
    device.use = False

# GPUを指定
devices[0].use = True

# レンダリング設定
bpy.context.scene.render.engine = 'CYCLES'
bpy.context.scene.cycles.device = 'GPU'

# ファイルの読み込みとレンダリング
bpy.ops.wm.open_mainfile(filepath=blend_file_path)
#bpy.ops.render.render(animation=True, write_still=False)

# 逆順にレンダリング
scene = bpy.context.scene

# オリジナルのフレーム範囲を保存
original_start_frame = scene.frame_start
original_end_frame = scene.frame_end

# 逆順にループ
for frame in range(original_end_frame, original_start_frame - 1, -1):
    print(f"Rendering frame {frame}")
    
    # フレーム範囲を1フレームのレンジに設定
    scene.frame_start = frame
    scene.frame_end = frame
    
    # アニメーションのレンダリング
    bpy.ops.render.render(animation=True, write_still=False)
    
    print(f"Finished rendering frame {frame}")

# フレーム範囲を元に戻す
scene.frame_start = original_start_frame
scene.frame_end = original_end_frame

print("Rendering completed.")

上記スクリプトの「逆順にレンダリング」の部分以下がポイントです。やっていることは、もともと設定したレンダリングフレーム範囲を強制的に変更しながら、ループを回すという仕組みです。

scene.frame_startがアニメーション開始フレーム、scene.frame_endがアニメーション終了フレームを意味しており、その情報をoriginal_start_frameとoriginal_end_frameに保持したうえで、scene.frame_startとscene.frame_endを変化させながらループさせます。

もしシーンのフレーム範囲が1から250に設定されている場合、
original_end_frame は 250 です。これがループの開始点になります。
original_start_frame – 1 は 0 です (original_start_frame が 1 のため)。
-1 はステップサイズで、1ずつ減少させながらループします。
最初のループでは、frame は 250 になります。
次に、frame は 249 になります。
このように、frame は 1 まで1ずつ減少します。
frame が 1 になった後、次に frame が 0 になるため、ループが終了します。

ちなみに、ノード同士をつなぐ線を「ヌードル(noodle)」もしくは「スレッド(thread)」と呼ぶらしいです。

※この記事は、Blender2.81をベースにしています。

さて、早速Blenderを起動しましょう。

画面左上の、Editを押して、Preferencesをクリックして、設定画面を開きましょう。

日本語ファイルの文字化け(豆腐化)防止

Blenderは海外製ソフトですが、日本語にも対応することができます。インターフェイスすべてを日本語化することもできますが(初心者はそちらのほうがとっつきやすいかも？)、私はすべて英語表記のほうが良いと思っています。CG関係は情報が英語しかない場合も多いですし、日本語になっている方がかえってわかりにくい場合があると思います。とは言っても、私は日本人で、日本語版のOSを使っていて、日本語のファイルやフォルダもあるわけです。Blenderのインストール直後の状態では、日本語文字はすべて四角の記号に化けてしまいます。（巷では「豆腐化」と言われているらしい。四角が豆腐みたいだから。）したがって、それを解消する設定を行います。

InterfaceセクションのTranslationにチェックを入れて有効にし、LanguageをJapanese(日本語)に、Tooltipsのチェックを外します。これで、インターフェイス類は一切日本語化されませんが、日本語の文字は表示できるようになります。

必須アドオンの有効化

アドオンは人それぞれ意見があるとは思いますが、本当に最小限のもののみ紹介します。

Add-onsセクションの、以下のAdd-onを有効にします。右上にある虫眼鏡で検索できるので活用してください。

Node Wrangler : シェーダーノードをいじる場合に必須のアドオン。Ctrl+Shift+LeftClickでノードをクリックすると、そのノードをビューポートで直接確認できるというものです。他にも便利機能がたくさんあります。勝手に師匠と仰いでいる、Blender GuruのAndrew Price氏もよく動画内で使っています。
Extra Objects : メッシュを追加するときに、選べる図形のバラエティが豊かになります。個人的に便利だと思うのは、数式からオブジェクトを作れる機能。3次元グラフとかを作るときに重宝します。
LoopTools : モデリング補助系のアドオン。ループ機能が強化されます。
F2 : モデリング補助系のアドオン。面・エッジ系機能が強化されます。

ビューポート回転の中心を選択オブジェクトにする

ビューポートの回転中心は、デフォルトでは画面の中心（だったかな）です。選択オブジェクトを中心に回転してくれる方が個人的に使い勝手がいいので、その設定をしてしまいます。
NavigationセクションのOrbit&Panタブを開きます。

「Orbit Around Selection」にチェックを入れます。

これだけです。この設定で回転中心をオブジェクトにできました。

以上が私の基本初期設定でした。参考になれば幸いです。

波長RGB変換機

Blender Wavelength nodeのアルゴリズムを調べて、Webで同じ結果が出るようにした計算機を作りました。380 nm ～ 780 nm の波長に対応しています(wavelengthノードも同様)。好きな波長を入力すると、それに対応したRGBの値が、０～１の浮動小数点(float)、8bitの10進数表記、8bitの16進数カラーコード表記で表示されます。
またプリセットとして、CIE(国際照明委員会 Commission internationale de l’eclairage)で定められた、赤(R)：700.0 [nm]、緑(G)：546.1[nm]、青(B)：435.8[nm]と、等色関数(後述)から得られる、純粋なRGB成分が出る波長を用意しています。
※700nmは、この変換式ではほぼ黒(に寄った赤)になります。

解説

CIE測色標準観察者等色関数(XYZ色空間)

Blenderのソースコードをwavelengthで検索すると、変換の仕組みが見えてきました。このWavelengthノードは CIE 1931 色空間をベースにしている様子です。 CIEのCIE測色標準観察者等色関数(The CIE XYZ standard observer color matching functions)がソースコードに組み込まれていました。

2024/02追記：Blenderソースコードの構成がいつの間にか変わってたので再リンクしました。また、CIE関数が埋め込まれているソースも別ファイルに切り出されてました。
(/intern/cycles/kernel/svm/svm_wavelength.h → /intern/cycles/kernel/svm/wavelength.h)

Figure 1. CIE測色標準観察者等色関数

グラフの元になるのは、以下のデータです。

Table 1. CIE測色標準観察者等色関数

これは波長をCIE XYZ 色空間の値に変換するもので、これを基底変換してRGBに変換することができるそう。(歴史的には、RGBが先でXYZが後にできた色空間だそうです)変換については、詳細なまとめ記事があったのでそちらを参照してください。

XYZ色空間に迫る(2) - Qiita

XYZ色空間に迫る(1) からの続きになります。 いよいよ本題のXYZ色空間です。 イケてないRGB色空間 前回で1931 CIE RGB等色関数を手に入れました。そしてRGBの三値刺激は空間の座標と捉えることができ、それをCIE 1931...

qiita.com

XYZ色空間からRGB色空間へ

CIEの定義

CIE RGB色空間からCIE XYZ色空間への変換は、線形変換として定義できます。CIE特別委員会で定義された変換式は以下のような形です。

この変換式は、WikipediaのCIE1931色空間のページにあるものと同等のものです。(有効数字5桁)

CIE 1931 色空間 - Wikipedia

ja.wikipedia.org

上記のCIE測色標準観察者等色関数とCIE RGB色空間からCIE XYZ色空間への変換式を組み合わせることで、波長をRGBに変換することができます。(ページ上部変換器1)
しかし、

ITU Rec.709の定義

Blenderソースコード中で見つかった変換式は、上記のものとは違っていました。

調べたところ、Blenderのノード中では、ITU Recommendation BT.709 (Rec.709) 準拠の変換式が組み込まれているようです。これは白色点(Whitepoint) D65での変換式とのこと。Blenderはグラフィックソフトなので、現代の映像で一番用いられている色空間を採用しているということですかね。

[mathjax]
$$\begin{pmatrix} X \\ Y \\ Z \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 0.412453 & 0.357580 & 0.180423 \\ 0.212671 & 0.715160 & 0.072169 \\ 0.019334 & 0.119193 & 0.950277 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} R_{709} \\ G_{709} \\ B_{709} \end{pmatrix}\tag{3}$$
$$\begin{pmatrix} R_{709} \\ G_{709} \\ B_{709} \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 3.240479 & -1.537150 & -0.498535 \\ -0.969256 & 1.875992 & 0.041556 \\ 0.055648 & -0.204043 & 1.057311 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} X \\ Y \\ Z \end{pmatrix}\tag{4}$$

2024/02追記：Blenderソースコードの構成がいつの間にか変わってたので再リンクしました
(/intern/cycles/kernel/shaders/node_color.h#L76 → /intern/cycles/kernel/osl/shaders/node_color.h#L75

細かい処理

また、ソースコードには、

color *= 1.0f / 2.52f;  // Empirical scale from lg to make all comps <= 1

という部分があり、得られたRGBの値を2.52で割っていることがわかりました。調べたところ、ソニー・ピクチャーズ傘下のImageworks社が開発する、OSL(Open Shading Language)のソースコードから転用されていることがわかりました。すべての値が1を下回るようにするための経験的な値ということですね。

さらに、最後に0を下回った(負の)値を0にクランプする処理が行われて完成です。

  /* Clamp to zero if values are smaller */
  color = max(color, make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f));

ということで、BlenderのWavelength node(波長ノード)の仕組みを解き明かしました。
この計算式をWeb上で計算できるようにした計算機がこのページ上部にありますので、活用してください。Wavelengthノードと全く同じ色になるはずです。

結論

先に結論を書いちゃいますと、

Blender Cyclesのサンライト(Sun)の値に442を入れ、バックグラウンド(青空)として、背景光に29を入れれば、物理的に正しい明るさの世界になります。

PBRとは

PBR(Physically Based Rendering)マテリアルは現実を忠実に(物理法則に従うように)再現されています。

現実世界の物質は、粗さ(Roughness)と金属さ(Metalness)の2つで数値化出来るという概念は、ラフネス/メタルネス・ワークフロー(Roughness/Metalness Workflow)と呼ばれています。

PBRは現実的なふるまいをするので、このマテリアルが適用されたオブジェクトを、現実の物理法則に従う環境に配置し、現実の物理法則に従う(仮想)カメラで撮影(レンダリング)すれば、理論的には実写と変わりない画像が得られることになります。

BlenderのCyclesレンダラーにも、Disney BSDFを実装した、”Principled BSDF“シェーダが、バージョン2.79にて実装されました。PBRなVolumeシェーダーとして、”Principled Volume“シェーダも、バージョン2.79最新ビルドにて実装されています。ちなみに、Principled BSDFについてはBlender GuruのAndrew Price氏の動画でとってもわかりやすく解説されているので、使い方はそちらを御覧ください。
Blender2.8に関しては、デフォルトのシェーダーがPrincipled BSDFになっていますし、Volumeシェーダーを使う場合はPrincipled Volumeを使えば、マテリアルに関しては完全にPBRになります。

これにてPBRは安心、なわけですが、まだ重要なものがあります。「環境」です。

物理的に正しい”明るさ”

CGにおいても現実でも、何もない世界にモノを一つ置いても、「光源」がなければ「見る」ことはできません。すべてのモノは、光源がないと確認できないのです。CGにおいても、ライトが必要です。
ここで残念なのが、Blender Cyclesのライトは、”Strength”(強さ)に「単位」が書いていないことです。
物理的に正しい明るさ(Physically Correct Brightness)を設定できないと、真のPBRは達成されません。現実でも、部屋の照明が、マッチの火レベルの明るさの環境と、夏場の太陽レベルの明るさの環境では明らかに違います。いくらマテリアルが物理的に正しくても、ライトが物理的に正しい(環境に即している)明るさになっていない場合、正しくない結果が得られる場合があります。Johnson Martin氏の書いた記事がかなり詳しく解説しているので、本記事は、その記事をベースに書いています。

Cyclesライトの明るさの単位

公式ドキュメントによれば、SunとMeshランプの”強さ(Strength)”は、“irradiance (放射照度)”という単位です。(他のライトタイプでは違うらしいですが、詳細は不明です。正直、SunとMeshさえあれば問題ありません)

放射照度 Irradiance

irradiance(放射照度)は、SI単位(世の中で一般的に使われる単位のこと)では、ワット毎平方メートル(W/m²)が使われます。このirradianceは、単位面積あたりのエネルギーを表しています。

しかしこのままでは扱いにくいので、一般的に照明の明るさとしての指標となる”illuminance(照度)“に変換します。

照度 Illuminance

illuminanceの単位はLux(ルクス)です。ルクスは、SI単位でルーメン毎平方メートル(lm/m²)とされる単位で、より身近に使われる単位のため、扱いやすくわかりやすいです。この、irradianceからilluminanceへの変換はシンプルではありません。光は波長ごとに持つエネルギーが違うからです。

そこで、ヒトが最も明るく感じる色を基準にします。Luminosity function (比視感度) の最大値は、555.0 nm(緑色)なので、この555.0 nmを基準に考えます。この波長のとき、

1.000 W/m² = 683.0 Lux

となります。厳密にはこれは概算になります。なぜなら、電磁波(光)はいろいろな波長を含んでいるので、そんなに単純に変換することはできないからです。ただ、ヒトが目で見える範囲の波長はごく短い範囲なので、555.0nmという、可視スペクトルの最も一般的な波長を使用することで十分といえます。

逆に、LuxからW/m²の変換も、上式を変形することで行うことができます。

1.000 Lux = 0.001464 W/m²

したがって、照度計(ルクス計)を使って現実世界で測った数値(Lux)に、0.001464をかけると、Blender Cyclesでのライトの単位(W/m²)に変換できることになります。

JIS照度基準

現実世界の照明の照度(Lux)は、JIS照度基準(JIS照明基準)がとても参考になります。
表の左側、lxの部分を活用できます。

表は光育.comより。

物理的に正確な太陽モデル

最も一般的な光源といえば太陽でしょう。ということで、この理屈を使って、物理的に正確な太陽モデルを考えてみましょう。太陽定数(solar constant)という、実際に観測されたデータから導かれた値では、地球大気表面が受ける単位時間あたりのエネルギー量は 約1366 W/m² にあたるとされています(これは最大値で、太陽が天頂にある場合)。このうち、おおよそ20～30％が、大気中での散乱、雲による反射などで宇宙空間に逃げ、残る80～70％が地球表面に到達します。今回は、参考にしたウェブサイトの数値に合わせて、82％が地球表面に到達すると考えます。またこの82%のうち、直接光(direct light)が77%、間接光(indirect light)が5%となります。

次に、太陽から注がれる電磁波のエネルギーのうち、どのくらいが可視光線なのかを考える必要があります。見えない光は、CGレンダリングでは考える必要はありませんからね。WikipediaのSunlightのページにあるSpectrum of Solar Radiationのグラフを示します。

この図の可視光(Visible)部分を積分すれば、可視光部分のエネルギーが得られます。John A. Dutton e-Education Instituteのページによれば、太陽光のうち、

• 赤外光 (700nm以上) : 52~55%
• 可視光 (400nm～700nm) : 42~43%
• 紫外光 (100nm~400nm) : 3~5%

となっています。以下の図(スペクトラム)のうち、オレンジ色で塗ってある部分が太陽が放出している波長帯ですね。

ということで、太陽光のうち、42%が可視光となります。したがって、太陽エネルギー1366W /m^2のうち、

直接光(direct light) = 1366×0.77×0.42=441.7644 W/m²
間接光(indirect light) = 1366×0.05×0.42=28.686 W/m²

となります。したがって、Blender Cyclesのサンライト(Sun)の値に442を入れ、バックグラウンド(青空)として、背景光に29を入れれば、物理的に正しい明るさの世界になります。 ここで一つ問題があります。Blenderで上記の数値を適用して、そのままレンダリングすると、おそらく真っ白に飛んだ画像が得られることになります。これは、デフォルトのBlenderの露出管理が適切ではないためです。これを解決し、現実のカメラと同じような露出管理ができる機能が、バージョン2.79より搭載されました。その名も”Filmic Blender” ( “Filmic” )です。

Filmic Color Management

これはカラーマネジメントシステム(LUT)の一種です。Blender GuruのAndrew Price氏の動画でとってもわかりやすく解説されているので、参考として御覧ください。ファイルをダウンロードしている部分は、旧バージョン時代の話ですので、2.79以降であれば標準搭載されています。また、2.8であればデフォルト設定になっています。

正しい「色」について

いままで、明るさについて議論してきました。もう一つ照明の話で重要なものがあります。「色」です。色は、その光の波長で決定されます。555nmが緑色といった形です。結論からいうと、現在のバージョンでは便利ノード”Blackbody”と”Wavelength”が実装されていますので、Blackbodyノードに色温度(K)を、もしくはWavelengthノードに波長(nm)を入れれば適切な色が出力されます。

波長(Wavelength)ノードについては、以下のページで詳細に分析したので、合わせて御覧ください。

光の波長をRGBに変換 [Blender Wavelength node]

我々が見ている「色」は、実際は異なる波長の光が混ざりあったものですが、CGレンダリングでは通常波長は考慮しません。（一部のレンダラーは波長まで考慮するものがあるそうですが、少なくともBlender cyclesレンダラーは波長を考慮しません...

cgbeginner.net

2019.11.02

参考サイト

!https://www.reddit.com/r/blender/comments/4i3j2c/realworld_lighting_values_for_cycles_lights/
!https://www.reddit.com/r/askscience/comments/4ia1t8/why_does_color_fade_when_left_in_sunlight_for/d2we7p6/
!https://blenderartists.org/t/lighting-cycles-watts-lux-etc/614524
!https://blender.stackexchange.com/questions/261/what-are-the-differences-between-lamps-in-cycles-and-blender-internal
!https://blender.stackexchange.com/questions/45209/what-kind-of-units-does-the-cycles-emission-strength-use
!https://academo.org/demos/wavelength-to-colour-relationship/
!http://www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm
!http://www.midnightkite.com/color.html

1点にとどまり続けるノイズ

BlenderのCyclesでレンダリングする際のお話です。

こんな映像をレンダリングしました。

ノイズ部分を拡大した動画が以下です。

カメラが動いているのに、ノイズだけ止まっているように見えると思います。これは現実のカメラで撮影した映像には見られない現象です。つまり、こんなことが起こっているとCG臭くなってしまうということです。

現実のノイズは、フレームごとにバラバラで、動画にすると、細かい点が暴れまわっているように見えるはずです。

以下の動画が完成形です。ノイズが動き続けて、自然な形になっています。ちなみに、明るい点がチラチラしているのは、Firefliesと言い、サンプリング数が少なすぎることによるノイズです。今回はこちらは無視します。

ノイズがとどまる理由

BlenderCyclesのサンプリングの仕組みに理由があります。

Cyclesでは、光の道筋を計算するためにPath tracing(パストレーシング)という手法を使っています。このパストレーシングは、Monte Carlo Method(モンテカルロ法)と呼ばれる、乱数をベースにした手法を使っています。したがって、このノイズたちのパターンは、モンテカルロ法に使う乱数によって決まります。

つまり、乱数を変更すると、ノイズパターンが変わります。乱数を制御するパラメータが”Seed”(シード)です。ここを変更すると乱数が変わります。ちなみに、このシード値の数字自体に意味はありません。乱数を発生させるためだけに使う数字なのでなんでもいいです。重要なのは、同じシード値で計算された画像には、同じノイズパターンが現れるということです。

実写映像のノイズは、次の動画が参考になります。

ノイズパターンが変化するようにする

サンプリングの設定は、レンダリングタブのサンプリングの項目にあります。

私は普段英語表示のまま使っていますが、日本語の場合、こんな感じです。

シード値がフレームごとに変化するようにすればいいです。
最も簡単な方法は、この時計マークをクリックしてオンにすることです。この機能の説明がそのままツールチップに載っていました。

押すとこんな感じになります。

ちなみに、インターフェースが大きく変わったBlender2.8でも概ね同じ場所にあります。Samplingタブの中の、Advancedタブの中に項目がありました。

もう一つの方法は、Driversという機能を使って、フレーム番号をそのままシード値に使ってしまうという方法です。

シードの部分に、#frameと入力してエンターを押します。するとボックスが紫になり、フレーム番号とシード値が連動するようになります。昔は上の時計マークがなかったらしく、この方法しかなかったようです。あとは手動でキーフレームアニメーションさせるくらいですかね。

無事、現実世界と同様な、動くノイズになりました。

とここまで書いてあれですが、ドンピシャなチュートリアルビデオがあったので貼っておきます。こっちのほうがわかりやすい説すらあります。

参考サイト

!https://en.wikipedia.org/wiki/Path_tracing
https://en.wikipedia.org/wiki/Monte_Carlo_method
https://docs.blender.org/manual/en/latest/render/cycles/settings/scene/render/integrator.html#sampling
https://blenderartists.org/t/static-noice-in-renders/595690