Spectrum

LightWave用の分光プラグインセット「Spectrum」がリリースされました。価格は$299です。

http://www.evs3d.com/sp_lw_intro.html

Spectrum

最新のレンダリングプラグインセットSpectrumは、光の複雑な性質、特に昼光スペクトルが可視化される現象を視覚化します。特に最先端の分散シミュレーション、光の回折、レンズ絞りの回折（レンズフレア）を提供します。

このツールは、芸術と光学の両方の長所を兼ね備えており、アーティストは視覚的に印象的なフィクションをレンダリングすることができ、エンジニアは現実世界のさまざまな効果を同時にシミュレートすることができます。Spectrumは、光の波動で本当に遊ぶことができるように開発されています。可能な応用範囲は、フォトリアル・シミュレーション、正しい単層屈折、レンズフィルター、色収差、虹のような大気効果、光学彫刻、ホログラム、3Dフラクタル、様々なサイケデリック・ビジョンなどです。

概要

光は波長の異なる波で構成されています。人間の目に見える波はスペクトルを構成しています。日中の光のスペクトルは380nmから780nmで、紫から始まり、青、緑、黄色、赤を経て、両端が黒くなります。スポットが白く見えるということは、すべての波長が目に届いているということであり、黄色が見えるということは、青（補色）以外のすべての波長が網膜に届いているということであり、緑が見えるということは、紫以外のすべての波長が網膜に届いているということです。スペクトル中の波は、分散や回折などの現象によって観察できる速度のような異なる特性を持っています。

Spectrumプラグインセットは、様々なスペクトル現象を視覚化する効果的な方法を提供するために開発されました。言い換えれば、Spectrumのエンジンは、物理的に正しいシミュレーションを提供し、アーティストのためのあらゆる種類の非フォトリアルな機能を含み、あらゆるタイプのプロダクションにストレッチするように最適化されています。

主な利点

Spectrumはフォトリアリズムを実現します。ガラス、液体、結晶、異方性材料、回折格子、虹のような自然現象など、あらゆる透明表面のビジュアライゼーションに欠かせません。さらに、信頼性の高いフィクションや、様式化されたフォトリアリズムのための優れた基礎を提供します。
光学や写真の分野では、Spectrumは、色収差や、スターフィルター、プリズム、回折格子などの様々なカメラフィルターなど、現実の光学系の特性を模倣することができます。
視覚的な観点から、スペクトラムは構図に強い影響を与えます。そのカラフルなフリンジによって、照明スキームにおける集中的なスポットが強調され、一般的にカラーバリエーションが増えます。
アブストラクト・アート・ファンにとっては、Spectrumを使うだけで、どんなにシンプルなシーンでも、視覚的に印象的なものに変えることができます。特に色のバリエーションが豊富です。

実装

Spectrumセットは3つの独立したLWプラグインで構成され、それぞれが特定のスペクトルシミュレーションに最適化されています。Dispersion Shader、Diffraction Shader、LensFlares Pixelfilterです。

どちらのシェーダもLWのレイトレーシングに基づいており、LensFlaresピクセルフィルタは純粋な平面効果として動作します。各ハンドラのすべてのパラメータはエンベロープとテクスチャライズが可能です。システム全体の柔軟性は、豊富なカスタムグラディエント入力によって大幅に強化されています。

分散

定義によると、光線が新しい光学媒質に入ると、光学界面の両側の媒質の屈折率に従って屈折します。3Dでは、分散は屈折シミュレーションの高度なアプローチであり、各波長は異なる屈折率を持つため、異なる角度で屈折します。簡単に説明すると、分散シェーダは「エアポリゴン」を必要とせず、正確な屈折を自動的にシミュレートし、複数のバウンスを効率的に処理し、芸術的な均一分散を提供し、吸収をサポートし、完全にマルチスレッドに最適化されています。

すでに述べたように、Spectrumは正しい単層屈折を特徴としており、そのため、プレーンな屈折シミュレーションにも適用できます。光学媒質から出るときの適切な光線バウンシングの問題は、光学界面の各面を定義する、表面ごとに割り当てられた二重のIOR値によって解決されました。最初の図はLWによる一般的な屈折誤差を示し、2つ目はDispersion Shaderによる正しい屈折を示しています（ここではスペクトル効果はありません）。

カメラの前に置かれるサーフェスに割り当てられると、Dispersionは "spectral raytracer "として、つまりカメラレンズの色収差をシミュレートすることができます。実際の分散の広がりは、各波長にカスタムIOR値を割り当てるグラデーションテクスチャによって定義されます。

回折

光学において回折は、光ビームがスペクトルの波長（380nm～780nm）に匹敵する大きさのスリットにぶつかったときに起きます。そして、スリット上の各スポットは、元のビームを妨害する二次光源として機能します。回折シェーダーは、接線空間ベクトルで定義された単一方向の溝に最適化されています。回折光線はスリットベクトルの周りに広がり、芸術的な観点から、反射/透過はスリットベクトルに垂直な方向にぼかされ、スペクトルカラーで構成されます。反射回折格子（上段）と透明回折格子（下段）の両方をサポートしています。シェーダーのインスタンスを増やすことで、多方向の溝を持つ表面も可視化することができます。

実際のシミュレーションは、反射と透過の両方について、レイトレーシングまたはカスタム環境の2つのモードで実行されます。カスタム環境モードでは、環境を球面イメージにキャッシュするため、滑らかな出力が迅速にレンダリングされます。

レンズフレア

カメラの絞りの羽根もまた、光を回折させるスリットのシステムを構成しています。分散と回折の両方がすべての光線に適用されますが、強度が分割されると、強度の高いスポットからのスペクトル現象のみが見えるようになります。これは、強い光源を撮影するときに起こる現象で、1つのピクセルの代わりに複雑な回折パターンが生じます。