Blenderシェーダーノード辞典／光沢BSDF（Glossy BSDF）

※記事製作時のバージョン：Blender 3.3
⇒ Blenderシェーダーノード辞典／目次

概要

光沢シェーダーは、サーフェスの反射や光沢を設定するノードです。
※Glossy：光沢のある、つやつやした

詳しく言うと、光沢シェーダーはサーフェスの鏡面反射を設定します。
鏡面反射とは、「物体に当たった光がそのまま綺麗に跳ね返る（入射角と反射角が等しい）反射」のことです。
イメージしやすいところでは、「金属や鏡に物が映る」、「磨いたテーブルに物が映り込む」などがあります。

また、このようなくっきりとした映り込みだけではなく、くすんだ表面のうっすらとした光沢（ハイライト）なども鏡面反射によるものです。
ディフューズなどで地色を設定した上に光沢シェーダーをミックスすると、光沢や映り込みが表現できます。

レンガやコンクリートのような表面がザラザラしたものも含めて、すべての物質には鏡面反射（光沢）があります。
自然な質感を作る場合は、どんな物体でも、必ず光沢を表現する必要があります。

光沢シェーダーの各パラメーターの働きと設定方法は、以下のようになります。

カラー（Color）

反射光の色を設定するパラメーターです。
ここに設定した色（またはテクスチャ）に応じて、反射光の色味が変化します。

カラーの明度（V）は、反射光の減衰に影響します。
白（V：1）の場合、反射光はまったく減衰せず、元の光と変わらない明るさで反射します。
Vが小さくなるほど反射光は弱く（暗く）なり、黒（V：0）では完全に光を反射しなくなります。

粗さ（Roughness）

サーフェスの粗さを操作するパラメーターです。
この値が小さいほどピカピカに、大きいほどモヤモヤした見た目になります。

テクスチャで粗さに変化をつけると、表面の劣化やくすみを表現できます。
下の画像は、マスグレイブテクスチャを使って粗さに変化をつけた見本です。

Distribution（分布）

サーフェスの粗さを表現するための計算方式を選択するパラメーターです。
シャープ、GGX、複合散乱GGX、ベックマン、Ashikhmin-Shirleyの5種類があり、それぞれ光沢の見た目が変化します。

各方式の特徴は次のようになります。

• シャープ（Sharp）
  粗さを表現しないモードです。粗さの値は無視され、完全に滑らかな鏡面の反射が描画されます。

• GGX
  3DCGで標準的に使われる方式です。

• 複合散乱GGX（Multiple-scattering GGX）
  GGXと同じ方式ですが、反射光が暗くなりすぎるのを防ぎます。ただしGGXよりも計算が重くなります。

• ベックマン（Beckmann）［Cyclesのみ対応］
  物理的に正確な光沢が表現できますが、計算が重くなります。

• Ashikhmin-Shirley［Cyclesのみ対応］
  異方性反射の表現に向いています。

下の画像は、CyclesでDistributionを切り替えた比較です（粗さは［0.3］で固定）。

基本的にはデフォルトのGGXのまま使用すればOKです。
他の方式は、特に質感にこだわりたい場合に、表現したい光沢に合わせて切り替えるとよいでしょう。

なお、ベックマンとAshikhmin-ShirleyはCyclesのみ対応です。
EEVEEでこの2つを選択した場合は、GGXとして描画されます。
※マニュアルには複合散乱GGXも［Cyclesのみ対応］と書かれていますが、実際にはEEVEEでも機能するようです。

雑学的な補足：「GGX」とかって、何？

面の粗さは、
1. サーフェス上に様々な向きの微細な面があることにして
2. それらの面で光がバラバラの方向に反射（散乱）する状態を計算する
という方法で表現されます。
※この「擬似的な微細な面」をマイクロファセットといいます。

GGX、ベックマン、Ashikhmin-Shirleyは、この微細な面の向きがどのように分布するか（マイクロファセット分布）の計算モデルの種類です。
複合散乱GGXはGGXと同じモデルですが、微細な面の間で反射光が跳ね返るのも計算して、反射光が暗くなりすぎるのを防ぐ方式です。

光沢シェーダーの使い処

プリンシプルBSDFが導入される以前（Blender2.7の頃）は、基本的な質感を作るために、ディフューズや光沢などをミックスする必要がありました。
今はプリンシプルBSDFがあるので、基本的な質感はプリンシプルBSDFを使うだけで、簡単・リアルに作れます。
そのため現在では、光沢シェーダーは「基本的には使う必要はないが、凝った（特殊な）質感を作る時、反射光（光沢）を設定するのに使う」という位置付けになっています。

使用例：特殊なコーティング

特殊な塗料やフィルムでコーティングされた材質は、光沢が特定の色を帯びることがあります。
プリンシプルBSDFでは光沢に特定の色をつけることはできないので、そのような光沢は光沢シェーダーで設定します。

⇒ Blenderシェーダーノード辞典／目次

【使用した3Dモデル】
Material ball in 3D-Coat - Download Free 3D model by 3d-coat (@3d-coat) [a6bdf1d] - Sketchfab is licensed under Creative Commons Attribution