3DCGソフトウェア
3DCGソフトウェアとは、3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)を制作するためのソフトウェアである。
3DCGは主にオブジェクト制作(モデリング)、オブジェクト配置(シーンセットアップ)、動作付け(アニメーション)、画像化(レンダリング)、画像調整(コンポジット)の工程に分かれている。作業の基幹となり多くの工程の調整が行える統合型ソフトウェアの他に、個別の機能に特化したソフトウェアも存在する。モデリングが中心となってるソフトウェアは「モデラー」、レンダリングが中心となってるソフトウェアは「レンダラー」と呼ぶ。コンポジットは、カラー・コレクションなどの単純なものであれば2Dの動画と共通のため、3Dに特化していない汎用コンポジットソフトウェアが使われることもある。
各種工程における機能においては、破壊的なものと、非破壊的なものが存在する。非破壊的なものは過去の操作の修正がしやすく、パラメータにキーフレームやドリブンキー/IPOドライバを入れることでアニメーションさせることもできる。しかし、メモリやディスク容量を消費するため、メモリサイズの大きなものを扱ったり細かな編集を繰り返したりといったことは苦手である。互換性の問題もあるため、他のソフトウェアとのやりとりには破壊的な形式に直すことも多かったが、最近は非破壊的な交換形式というものが開発されてきている。
3次元CADソフトウェアについては「CAD」を参照。
目次 |
[編集] 概要
3DCGが発案された当初は、3DCGは特殊用途にのみ用いられる技術であり、制作用のソフトウェアは数十万、または数百万と非常に高価で、一般人が手を出せるような物ではなかった。また、大量の計算処理を行う為、動作させるには非常に高価な高性能ワークステーションや専用のハードウェアが必要であった。しかし、時代が進むにつれコンピュータの性能が向上し、高性能なコンピュータが一般に普及する事により、3DCGの市場が拡大し、ソフトウェアの低価格化および高性能化が進んだ。
現在でも業務用途でのワークステーションや専用ハードウェアの需要がない訳ではないが、一般人でも芸術的素養と訓練次第で高品質な作品を制作出来る3DCGソフトウェアが、手に届く範囲の価格で入手出来るようになっている。さらに、高機能なソフトウェアだけでなく、ホビー用途として機能に制限を持たせ低価格化した物や、特定の用途に機能を特化させた物、個人によって開発された物、無料で利用可能な物など、多様な物が登場している。
毎年CGenieにおいて、3DCGソフトウェアの調査が行われている。
[編集] オープンソース
3DCGとオープンソースとの関係は深い。当初SoftimageやMayaなどの3DCGソフトウェアはUNIX系のプロプライエタリなオペレーションシステムであるIRIX上で動いていた。UNIXと互換性の高いLinuxはIRIXから移行しやすく、ハリウッドでは1997年からLinuxが使われ始めた[1]。2006年にIRIXの開発元であるシリコングラフィックスは経営破綻し、IRIXを捨てLinuxベースの機種の開発へとシフトしている。
また、2002年には1995年から開発の続くBlenderがオープンソース化され、現在も活発に開発が行われている。使用するところも増えてきており、BBCのドキュメンタリー番組 Battle for North Americaでは全てのグラフィックにBlenderが使われた[2]。
2003年1月、インダストリアル・ライト&マジックはHDRI画像フォーマットのOpenEXRをオープンソースとして公開した。そのため、商用ソフトウェアを含めた多くの3DCGソフトウェアがOpenEXRに対応している。
2010年1月、Sony Pictures Imageworksはカメラのレティクルを作るMayaプラグイン Maya Reticle などをオープンソースとして公開した[3]。また、Walt Disney Animation Studiosも同時期にテクスチャマッピングシステムのPtexをオープンソースとして公開している[4]。
スクリプトにおいては、以前は各ソフトで独自のスクリプトを採用していたが、現在は事実上の標準としてPythonも採用されるようになっている。Pythonを使うことによって、スクリプトの再利用性を高めることができる。Pythonを使用できるソフトとしては、Blender、Poser 4.2以降、Maya 8.5以降、LightWave 11以降、modo、CINEMA 4D R12以降、Houdini 9以降、MotionBuilder、XSI 4.0以降などがある。また、3DS Maxにおいても、Py3dsMaxを使うことでPythonを使うことができる。
[編集] 統合型ソフトウェアの例
統合型はモデリング、アニメーション、レンダリングなど多くの機能を備えた物である。最近はコンポジットまで行えるソフトウェアが増えている。プラグインで機能を拡張できるものが多く、一つのソフトウェアだけで多くの作業が行えるほか、他のモデラー・レンダラー・モーション付けソフトウェアなどと組み合わせて作業パイプラインの中心の役割を担える。その他、モデリングなどの単機能目的のみで使われることも多い。
ソフトウェア間のデータのやりとりには主に、データ交換用フォーマットであるCOLLADAやAutodeskのFBXフォーマット、事実上の標準となった3D Studioフォーマット(.3ds)が使われる。ソフトウェアによって仕様や実装の違いがあるため、やりとりで問題が起きることも多い。統合型ソフトウェアと外部レンダラー間のデータのやりとりにはレンダラ独自のプラグインが使われることが多い。モデルのやりとりには、汎用モデルフォーマットとしてWavefrontフォーマット(.obj/.mtl。Wavefront The Advanced Visualizerで使われていた形式)があるものの、様々な情報が失われるためにデータ交換用フォーマットやモデラー独自形式でやりとりすることも多い。モーションのやりとりにはBiovision Hierarchyフォーマット(.bvh)が使われることが多い。
並びは順不同である。Category:3DCGソフトウェアも参照のこと。
[編集] 商用製品
[編集] 国産
- Shade（イーフロンティア）
- ベジェ曲線による「自由曲面」が特徴的。海外ではあまり使われていないが、日本ではシェアがある。公式の素材集が充実している。モーフミキサーやノンリニアアニメーション、多くの物理演算などに未対応なため、アニメーション製作には向かない。
- 六角大王Super(セルシス)
- 純日本産による、モデリングソフトウェアおよびレンダラ。個性的なインターフェースであるが、比較的わかりやすく、トゥーンレンダリング機能とアニメーション機能が搭載されており、それなりの支持を得ている。機能が限定されたフリーウェア版がある。
[編集] オートデスク社
- 3ds Max（オートデスク社）
- Windows専用のハイエンド3DCGソフトウェア。
- Autodesk Softimage（オートデスク社）
- ハイエンド3DCGソフトウェア。2008年、オートデスク社がAvid Technology社よりSoftimage社の全ての事業を買収した。
- Maya（オートデスク社）
- クロスプラットフォームのハイエンド3DCGソフトウェア。
- Autodesk MotionBuilder（オートデスク社）
- 3Dアニメーション向けソフトウェア。モーションキャプチャにも対応している。
[編集] その他
- Hash Animation:Master
- 1987年にAmigaのために制作された（当時はPlaymationと称されていた）。現在はWindows用およびMac用。A:Mは非常によく考え抜かれたアニメーションワークフローの中で重要。2007年10月時点での現行版は14.0。「アニマス」などの略称で呼ばれる。
- Carrara
- 低額なのに高能力。おもに地形や風景・環境の作成に適したソフト。大気や樹林の設定も容易である。
- Cheetah3D
- 独Martin Wengenmayerが開発したMac OS X専用の3DCGソフト。一通りのモデリング、レンダリング、アニメーションが可能。
- Cinema 4D（MAXON Computer社）
- 高速なレンダリングエンジンを特色とする3Dアニメーションプラットフォーム。ラジオシティ、柔軟な剛体力学、3Dペイント/テクスチャマッピング、文字アニメーションツールおよびNPRレンダリングを持っている。基礎パッケージがほとんど中央の範囲特徴を含んでいる一方、高度なレンダリング、力学、文字アニメーションなどの機能を備えている。
- Houdini（フーディーニ）Side Effects Software社のソフトウェア
- 現在主流の3Dソフトウェアと比較して、モデリング機能は劣るものの、高度なパーティクル生成機能があるため、現在の映画のVFXでも使用される。
- Lightwave 3D（Newtek社。日本での販売はエヌジーシー ディ・ストーム ディビジョン）
- 以前はデファクトスタンダードに近いソフトウェアであった。現在もプロアマ問わずかなりの愛好者が居る。もとはAmigaのおまけソフトであったが、コモドール倒産以後は他のOSプラットフォームに移植されてきた歴史を持つ、老舗ソフト。
- modo（Luxology）（日本の正規代理店は有限会社マーズ）
- 開発は、Light wave 3Dの初期開発者が中心となって行っている
- 以前はモデリングに特化していたが，modo201からペイントとレンダリングが、2007年9月に発売されたmodo301では、3Dスカルプティング、アニメーションなどの機能が追加された。
- 2011年2月25日以降は、国内代理店業務を有限会社マーズから株式会社イーフロンティアへ譲渡
- PiXELS3D (PiXELS Digital社)
- Mac OS X専用の3DCGソフト。モデリング、レンダリング、アニメーションが可能。
- RealSoft3D（Realsoft Graphics社）
- LinuxおよびWindows用およびMac OS X用モデラ及びレンダラ（SGI/IRIX用のβ版も発売されている）。アニメーション作成も可能。本ソフトウェアも元はAmiga向けであった。
- Strata (Corastar社)
- 操作が簡単なわりに高能力なのが大きな特徴。また、Adobe製品との連携性が非常によい。リアルなテクスチャー貼り付けや影の微妙なコントロールがすぐれインテリアパースの作成に多用される。
- Electric Image Animation System (EI Technology社)
- 高速な3Dレンダラの1つを備えたアニメーション制作ソフトウエア、一時期モデラーが同梱されていた時期もある。現在はGI法を使ったリアルな画像生成も可能となっている。
[編集] 非営利または個人による物
- Blender
- 無料のソフトウェアであるが高価な商用ソフトウェア並に多機能・高性能である。ショートカットキー主体の操作が特徴的。かつては商用ソフトであったが、紆余曲折を経てフリーソフトウェアとなった。各種プリミティブ(ポリゴン、カーブ、NURBS、メタボール、テキスト)に対応しており、モデリング機能(スカルプト、ヘアー)やテクスチャ機能(賢いUV展開、UVスカルプト、プロシージャジャルテクスチャ、テクスチャペイント、テクスチャベイク)、アニメーション機能(ボーン、モーフ、パーティクル、モーション合成(NLA)、モーションリターゲティング)、各種シミュレーション(剛体、軟体、布、流体、煙、海洋、群集、動的ペイント)、コンポジット機能、マッチムーブ、ゲームエンジン(ロジックエディタ、ナビゲーションメッシュによる経路探索)、3Dオーディオ、ビデオ編集機能まで持っている。レンダラはラスタライザベースのOpenGLレンダラ、ラジオシティやトゥーンシェーディングや局所レイトレに対応したスキャンラインベースの内蔵レンダラに加え、GPGPUに対応したレイトレースベースの Cycles も搭載されている。また、YafaRayやLuxRenderなどのオープンソースの外部レンダラも使うことができる。手書き風にレンダリングが可能なNPRレンダラ Freestyle も開発中である。その他、簡易テキストエディタやスケッチ機能(グリースペンシル)も付いている。スクリプトはPythonが使われている。他のソフトウェアと比較すると、プリセットが付属していない、多角形ポリゴンや穴あきポリゴン、多角形によるNURBSに未対応などの欠点がある。
[編集] 開発停止中のソフトウェア
- Caligari trueSpace（マイクロソフト社）
- 直感的なインターフェースを備えた、統合型3DCGソフトウェア。元はCaligari社の製品であったが、2008年にマイクロソフト社に買収され、ver7.6より無料化された。3Dグラフィックス生成がすべて単一のプログラム内に実行される点が特徴的。物理シミュレーション（例えば風、重力、身体衝突）を提供する。日本版はかつて住友金属システムソリューションズ(SMI)が提供していたが、現在は英語版のみ。元はAmiga向けであった。
- 2009年5月22日にMicrosoftの事業見直しにより開発停止。翌5月23日に最終版であるver7.61がリリースされた。その後ソフトウェア公開停止は延期され、現在開発者のRoman Ormandyを中心としてオープンソースプロジェクトとして存続できるよう活動している。
- imocea（旧Rios）
- 国産のレンダリングソフトウェア。下記のモデリングソフトであるMetasequoiaとの互換性を維持し、基本的なモデリング機能も備える。レンダリングに関しては、フォトンマップ法、間接光フォトンマップ法、ファイナルギャザリング、パストレーシングなど豊富な技法を取り揃えている。また背景にHDRI(High Dynamic Range Image)が利用でき、フリーソフトでありながら非常にリアルな結果を得ることができる。現在、公式サイトが閉鎖されている。
- Moonlight
- Blenderと双璧と言われた時期もあるLinux用のフリーモデリングソフトウェアおよびレンダラ。Windows + Cygwin上で稼動すると言われている。開発は中断しているものの配布は継続している。
- Steve Glanville Anim8or
- 基本的なモデリングおよびアニメーションを実行することができるフリーウェア。基本的なレイアウト機能も持っているが、Anim8orの長所はアニメーションのためのボーンを使用できるところにある。2007年以降、更新が停止している。
- 3Dアトリエ（マイクロネット）
- 国産による統合型ソフトウェア。初代はX68000版で、当初はモデラーであった。バージョンを重ねる度に機能が追加され、統合型ソフトウェアとして確立した。3DXを使うことによって、プラグイン経由でブラウザに表示が可能。ゲーム製作会社であるマイクロネットのインハウスツールであるため、ゲーム用3Dキャラクタを作るのに向いたソフトであった。最新バージョンは3Dアトリエ4であるが、現在は販売されていない。
- Adobe Dimensions
- PostScript形式のベクトルデータをレンダリング出来る特徴を持つ。販売終了製品。
[編集] モデラー製品の例
モデラーはモデリング機能に特化した物である。簡易的なレンダリング機能を持つ物や、プラグインモジュール等により高度なレンダリングが可能になる物もある。
[編集] 商用製品
- Form-Z
- 幾何学の位相幾何学の操作を提供する。
- Hexagon
- スカルプトモデリングや3Dペイントを備えたポリゴンモデラー。
- MudBox
- ペイント感覚でモデリング可能である。
- Rhinoceros 3D
- NURBSモデリング機能を備えたモデラ。
- Silo
- 米Nevercenter社が開発。モデリングに特化したアプリケーション。レンダリング機能は搭載されていない。トポロジーブラシを使ったモデリングが特徴的。
- ZBrush (Pixologic社)
- 本来は2Dに3DのZ値や法線・マテリアル・レンダリングなどの概念を持ち込んだ2.5Dペインティングソフトウェアという位置づけであったが、画材生成用として備えられた3Dモデリングの機能性からモデリングソフトウェアとしても用いられている。勿論単体でも高度なペイント処理が可能。映画『ロード・オブ・ザ・リング』を制作したWeta デジタルスタッフとの共同開発によって進歩しており、ハイエンドな3Dモデルを短時間で作成することが可能になっている。
- MoI (Triple Squid Software Design社)
- NURBSに特化したモデラ。
- 3D-Coat
- ボクセル機能を備えたモデラ。ボクセルにスカルプトやペイントが可能で、自動リトポによってボクセルをポリゴンに変換することもできる。ポリゴンスカルプト機能のLiveClayもある。
[編集] 非営利または個人による物
- Metasequoia（メタセコイア）
- 日本人のプログラマが個人開発している、無料またはシェアウェアのモデリングソフトウェア。シェアウェア版向けには、多数の造型用プラグインが発表されている。地味ながら、プロにも愛好家が多いソフトとして知られている。
- SketchUp（フリーウェア版）
- 米Google Inc.が開発・提供しているパソコン用の3次元モデリング・ソフトウェアである。
- TopMod
- 幾何学モデルが簡単にモデリングできるオープンソースソフトウェア。
[編集] 開発停止中のソフトウェア
- Wings 3D
- Bjorn Gustavssonが開発した、プラットフォームとOS非依存であるオープンソースモデリングプログラム。またErlangオペレーティング環境の下で実行される。このプログラムは、様々な一般に用いられているフォーマットでモデルをエクスポートすることができる。
- Amapi(イーフロンティア)
- NURBSモデリングツールを備えたモデラー。
- Moray
- 後述のPOV-Ray用モデラ。
- 六角大王（フリーウェア版）
- 左右対称に描かれたラインから三次元形状を生成する機能を持つ、モデリングソフトウェア。市販バージョンの六角大王Superがある。多角形ポリゴンに未対応。1996年以降更新されていない。
[編集] レンダラー製品の例
レンダラーはレンダリング機能を提供する物である。単体動作可能なアプリケーションではなく、プラグインモジュールとして提供されている物も多くある。
[編集] 商用製品
- Electric Image Animation System（EIAS）
- Mac OS XおよびWindowsで動作するアニメーションレンダリング用ソフトウェア。
- Brazil Rendering System
- SplutterFish社が開発したレンダラー。
- Callisto
- 主にShadeで利用される高速レンダラー。Shade内蔵のレンダラーよりも詳細な設定が可能。
- Gelato
- NVIDIA社が開発した、GPUの処理能力を利用したレンダラー。無料版と有料のGelato Proがある。
- Maxwell Render
- 正確な光のシミュレーションを指向したレンダラー。光エネルギーをスペクトルによって扱う。
- mental ray
- Autodesk社製のソフトウェアに入っているレンダラーである。
- RenderMan（ピクサー社）
- 最先端の現場で使われることが多いレンダラーのひとつ。
- V-Ray
- Rhinoceros 3Dや3ds Max、Mayaに使えるサードパーティのレンダラー。2007年9月現在trueSpace（7.5以後）でも使用可能な製品が販売されている他、 Cinema 4Dへの対応製品（「V-Ray for CINEMA 4D」）の発売が予定されている。
- Indigo
- MLTを使ったリアル指向レンダラー。
[編集] 非営利または個人による物
- lucille
- Mac OS X、Linux、Windowsで動作する、オープンソースの国産レンダラー。
- Parthenon Renderer
- GPUの処理能力を利用した無料の国産レンダラー。
- POV-Ray
- 先進的レイトレーシングソフトウェア。マクロ、ループおよび条件付きのステートメントのような特徴を備えた、独自の場面記述言語を使用する。オープンソース。内蔵のモデラを含んでいない。
- vidro
- 国産のレンダラー。トゥーンレンダリングの機能も搭載されている。
- Warabi
- 国産のトゥーンレンダラー。Metasequoia用のプラグインがある。
- Yafray
- LGPLライセンスに準拠したオープンソースのレンダラー。BlenderやWings 3D等から利用出来る。
- LuxRender
- GPLライセンスに準拠したオープンソースのリアル指向レンダラー。MLTアルゴリズムを使用。GPUレンダリングにも対応している。Blender、3ds Max、SketchUp、C4D、DAZ Studio、XSI、Poserと連携する為のプラグインもある。
- Aqsis Renderer
- オープンソースなRenderMan互換レンダラー。
- Mitsuba
- GPLライセンスに準拠したオープンソースのレンダラー。MLTや双方向パストレースなどの様々な手法に対応している。
[編集] 特定機能特化製品の例
このセクションにある物は、特定用途での利用に特化された物である。
[編集] パラメトリックオブジェクト
多彩なプリセットを使って、パラメータからオブジェクトを生成してモデリングするソフトウェア。他のモデラーで作ったモデルをインポートできるものや、簡単なレンダリング・アニメーションに対応しているものもある。
- Poser
- 人体や動物の静止画・動画を作成することに特化した、低額の商用ソフトウェア。人物・動物のモデルが標準で付属している。Alias WavefrontのObJectファイル（拡張子はOBJ）・他をインポートすることができる。
Poserはオリジナルのメッシュオブジェクトの生成機能を備えていないが、ホビー用に多数の素材を無料・ないし有料で提供している大規模なオンラインコミュニティーが多数存在している。 - DAZ Studio
- Poserの類似ソフト。有料版の他に無料版も有り、その為か愛用者は多い。ずっとPoserを追いかけるイメージが有ったが、最近ではDazStudioの方が先行しておりその動向が気になるところである。
- 造型王
- モデリングと言う概念を完全に廃し、関節を含む体の各部位のパーツと髪、服、アイテムを組み合わせることで人形を作成する、純日本産ソフトウェア。Poserをさらに単純、抽象化したものと言えよう。販売元のメディアギャロップ社が2003年に事業停止したため販売・サポートともに終了している。
- MakeHuman
- パラメータから人間をモデリングするオープンソースソフトウェア。リグ付きでエクスポート可能。
- DoGA CGA system
- 民間の非営利団体プロジェクトチームDoGA（ドーガ）によって開発・提供されている、アマチュア・教育現場向けのパラメトリックオブジェクトモデリング・アニメーション・レンダリングソフトウェア。CGアニメーションを広く一般に普及させることを目標に、当初はX68000用として開発され、後にWindows用に変更された。一般向けのDoGA-Lシリーズ、教育現場向けのDoGA-Eシリーズがある。難易度に合わせてL1・L2・L3と三つのグレードがあり、L1はフリーウェア、L2とL3はシェアウェアとなっている。DoGA向けポリゴンモデラーとしてPolyEditがある。
- コミPo!
- 3DCGを使ったマンガ作成ソフトウェア。キャラクタ等をパラメトリックに変更することが可能。
[編集] 景観生成
- DAZ Bryce 7
- 3D景観生成向けソフトウェア。GUI、3Dテクスチャの自動生成機能、基礎的なブーリアンモデリング、メッシュモデルインポート機能および基本的なアニメーションを特色とする。
- Vue（e-on Software社）
- 3D景観作成向けソフトウェア。フォトリアリスティックな景観を作成するために特化した高度な機能と、レンダリング品質を特色とする。
- Terragen
- 3D景観ソフトウェア。空気感を再現した非常にリアルな画像が作成可能。
- 2009年4月Terragen 2がリリースされた。商用利用以外では無償であるが一部機能制限がある。制限がない商用版も販売されている。静止画像のみ$199 アニメーション機能付$299。
[編集] 衣服生成
- Marvelous Designer
- 生地から衣服を作成するためのソフトウェア。クロスシミュレーションでリアルタイムに確認しながらモデリングが可能。
[編集] 建物生成
[編集] テクスチャ生成
- Adobe Photoshop (Adobe社)
- MARI (The Foundry Visionmongers社)
- Deep Paint 3D (Right hemisphere社)
- BODYPAINT 3D (MAXON Computer社)
- Painter 3D (MetaCreations社)
[編集] モーション生成
[編集] 人工知能シミュレーション
- xaitment
[編集] コンポジット
レンダーパスにおけるベロシティ(スピードベクトル)やZ深度、法線、UVなどの情報を劣化少なくコンポジットソフトウェアに渡すために、PSD/TIFF/SGI/IFF/HDR/EXR形式などの16bpc画像や浮動小数階調画像が用いられる。また、オブジェクトIDやマテリアルIDも画像化されて渡される。
- Nuke (The Foundry Visionmongers社)
- After Effects (Adobe社)
- exr形式を取りこめるProEXRが付属しており、各種データをRGBAにマッピングして使用できる。
[編集] マッチムーブ
動画から特徴的な部分をトラッキングして、カメラやオブジェクトの位置や動作を算出する。ポイントトラッキングのものが多いが、プレーナートラッキングやジオメトリートラッキングに対応しているものも存在する。
カメラの情報は正しく入力することが好ましいが、写真のexifを読んだり、自動推定をサポートしているものも存在する。複数視点の動画に対応しているものも存在する。ジオメトリやテクスチャ抽出、マットオブジェクトの自動生成をサポートしているものも存在する。簡単にロトスコープやモーションキャプチャーとして使えるようにしたものも存在する。
- Autodesk MatchMover (Autodesk)
- Voodoo (Laboratorium für Informationstechnologie)
- SynthEyes (Andersson Technologies)
- 光源の推定やテクスチャ抽出が可能。
- PFTrack (The Pixel Farm)
- ノードベースのトラッカー。ジオメトリートラッキングやイメージモデリングにも対応している。
- VooCAT (Scenespector Systems)
- 全自動のカメラトラッカー。
- mocha (Imagineer Systems)
- 面を使ったトラッカー。
[編集] その他
- UVMapper
- テクスチャマッピングに用いるUV座標の編集を行うソフトウェア。
- Structure Synth
- ルールを記述することで3D構造を生成するオープンソースソフトウェア。
- OsiriX
- OsiriX財団による医療画像に特化したオープンソースのボクセルビュワー。CTスキャンやMRIといった医療機器からのデータを基にボリュームレンダリングを行う。
[編集] 出典
[編集] 関連項目
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