ポストプロセス入門

ポストプロセスとは、カメラでキャプチャした画像に何らかの形で見栄えを良くするための効果を施す作業のことです。

これらの効果は、微妙な色調の調整から完全な美観の向上まで、シーンをよりリアルに、よりスタイリッシュに、あるいはより美しく仕上げることが可能です。

ポストプロセスに関する Unity ユーザーマニュアルの画像より

このチュートリアルとその後のチュートリアルでは、ポストプロセスとは何か、なぜポストプロセスが重要なのかを学びます。その後、Bloom (ブルーム)、Depth of Field (被写界深度)、Color Adjustments (色補正) などのポストプロセス効果を適用して、シーンに特定の外観やスタイルを実現します。

最終的には、以下のスクリーンショットのようなシーンに仕上げることもできますし、スタイリングの選択次第でまったく違うものに仕上げることもできます。

Unity を使う前に、ポストプロセスとは何か、どのような目的で使うのか、もう少し勉強しておきましょう。

写真を撮ったけれども、思ったように撮れなかったという経験はありませんか？色味が足りなかったり、なんとなくイメージと違ってかっこよく撮れなかったりすることはありませんか？

そこで、カメラでキャプチャした画像の良さを引き出すのが「ポストプロセス」の役割です。

例えば、リスが木の実を食べている可愛らしい写真を撮ったとします：

その写真を撮った後に、さらにフィルターで加工することができます。つまり、ポストプロセスをすることができるのです。

Unity でも同じようなことができます。カメラで基本的な画像をレンダリングした後、その画像をさらに加工して見栄えをよくするオプションがあります。

ポストプロセスを使用する主な理由は 2 つあります。希望するビジュアルスタイルの実現と視覚的な忠実度の確保です。ここでは、それぞれのコンセプトについて見ていきましょう：

ビジュアルスタイル

ビジュアルスタイルとは、プロジェクトのスタイル的な外観と感触を指します。以下の 2 つのサンプル画像では、まったく異なるビジュアルスタイルを使用しています：

画像：Unity デモプロジェクト「Megacity」より

画像：「Unity’s Creator Kit: Puzzle」プロジェクト

上のサンプル画像を見て、以下の質問に答えてみてください：

• それぞれのシーンのジャンルやビジュアルスタイルはどのように表現されているか？
• そのビジュアルスタイルを確立するために、これらの画像をどのように編集（またはポストプロセス）することができたと思うか？

作品のチェック

• 「Unity Megacity」の最初の画像は、ダークで硬質な未来的なスタイルです。これを成立させるために、色彩は非常に暗く、シーンは霞んでいるが、極めて明るく光る光も共存させているのです。
• 「Creator Kit」の 2 枚目の画像は、アニメ調の明るい親しみやすいイメージです。それを実現するために、どの色もとても鮮やかに輝いています。背景をぼかすことで、オブジェクトがキュートに見える "マクロ" 効果を確立し、ミニチュアを表現しています。

ポストプロセスは、シーンのビジュアルスタイルを確立する上で大きな役割を果たします。

視覚的な忠実度

視覚的忠実度とは、表現しようとする世界をどれだけ正確にシーンに反映させることができるかを意味します。

外の美しい風景を写真に撮ったとき、目に見える色よりもずっと鮮やかでないことに気づいたことはないでしょうか。物理世界のリアルカメラと Unity でのバーチャルカメラでは、環境の美しさを表現することが難しい場合があります。

シーンが明るすぎるのかもしれない。暗すぎるのかもしれません。カメラの設定が適切でない可能性があります。ポストプロセスでそれらを補正することで、より現実に近いシーンにすることができます。

ポストプロセスの前と後のシーンについて、下のサンプル画像をご覧ください：

画像：Unity ユーザーマニュアル「ポストプロセス」より

では、以下の質問に答えてみてください：

• 上の 2 枚の画像は、具体的にどこが違うのか？
• あなたが特定した違いは、どのように視覚的忠実度を向上させるのか？

作品のチェック

• 色もより鮮やかになりました（小屋のオレンジ色を見てください）。ある部分は明るさをかなり抑えて、砂の黄色や雲の形が見えるようにしました。
• 実際の生活では、あなたの目は非常に明るい表面に適応し、その詳細を見ることができます。2 枚目の画像は、あなたの目がこのシーンをどのように認識するかをより忠実に反映しています。

ポストプロセスとパフォーマンスのバランス

ビジュアルスタイルと忠実度はどちらも重要ですが、ポストプロセスによってそれらを実現するのは簡単なことではありません。これらの画像はリアルタイムでレンダリングされ処理されるため、エフェクトを追加するたびにコンピューターのプロセッサーに負荷がかかり、シーンの処理速度が低下する可能性があります。あらゆるエフェクトを利用したいところですが、視覚的なメリットと潜在的なパフォーマンスコストを比較検討し、エフェクトを賢く選択することが重要です。

このようにポストプロセスとは何かという基本的なことを理解した上で、リアルタイム 3D 業界でポストプロセスがどのように行われているかを見ていきましょう。

役割

「ポストプロセスアーティスト」のように、ポストプロセスに特化した職種は、実はひとつもないんです。むしろ、制作物の規模や種類によって、異なる理由で異なる役割がポストプロセスに関与することもあります。

より専門的な役割を担う大規模な作品について：

• Color Grader (カラーグレーダー)：製品全体の色味を統一するために、ポストプロセスを行います。
• Look Development Artist (ルックデベロップメントアーティスト)：製品全体に一貫したルック＆スタイルを確保する責任を負っており、ポストプロセスなどのツールで作業することもあります。

個人の責任が大きい小規模なプロダクションの場合：

• Lighting Artist (ライティングアーティスト)：主に屋内外のライティングを担当し、ポストプロセスも行うことがあります。
• Technical Artist (テクニカルアーティスト)：主にアーティストワークフローを定義および管理し、ポストプロセスも担当します。
• Environment Artist (環境アーティスト)：主に環境のモデル、マテリアル、テクスチャの開発を担当し、ポストプロセスも行うことがあります。

バックグラウンド

上記の職種はそれぞれ異なるバックグラウンドを必要としますが、いずれもカラー、ライティング、ビジュアルデザインへの強い理解が必要です。

ツール

リアルタイム 3D プロジェクトにおけるポストプロセスのほとんどは、Unity 上ですべて行うことができます。Photoshop などの 2D 画像編集ソフトは、画面にテクスチャを重ねる（例えば、レンズの汚れの効果）のにも有効でしょう。

ポストプロセスとは何か、なぜポストプロセスを使いたいのかという背景を理解したところで、Unity プロジェクトを開いてポストプロセスを実際に見てみましょう：

Unity プロジェクトの設定手順：

1. Unity 2020.3 LTS をインストールしていない場合は、インストールします。

2. この学習体験のためのプロジェクトをダウンロードしてください。

3. コンピューター上の適当な場所を特定し、そこにプロジェクトフォルダーを解凍してください。Unity のプロジェクトフォルダーを空の親フォルダーから削除します。

4. Unity プロジェクトを Unity Hub に追加します。

5. Unity Hub からプロジェクトを開きます。

6. Unity エディターの Project ウィンドウで、[path] を開き、TutorialScene_PostProcessing というシーンを開いてください。

CC_Post-Processing のシーンでは、様々なカラフルなオブジェクトが置かれた室内ギャラリーのシーンが見られます。

7. Play を押してください。Game ビューで、WASD を使って移動し、右クリックとドラッグで回転することができるはずです。このように動き回れるのは、Main Camera オブジェクトにシンプルなキャラクターコントローラーを追加しているからです。

なかなかいい感じでしょう？でも、ポストプロセスを使えば、もっとカッコよくなります。次はそれを使ってみましょう。

上で学んだように、ポストプロセスは、すでにカメラでキャプチャした画像に効果を加えるものです。

つまり、カメラごとにポストプロセスを適用することができるのです。そこで、メインカメラでポストプロセスを有効にしてみましょう。

1. Hierarchy で Main Camera を選択し、Camera コンポーネントで Rendering 折り畳み内にある Post Processing チェックボックスを選択し、有効にします。

実際に新しいエフェクトを適用するには、シーンに Volume と呼ばれるものを追加する必要があります。Volume は、シーン内の特定の物理領域を指定します。カメラがその Volume 内にある場合、ポストプロセスはカメラがレンダリングするものに影響を与えます。

シーン全体に効果を適用する Global Volume (グローバルボリューム) と、カメラが特定のエリアにいるときだけ効果を適用する小さな Local Volume (ローカルボリューム) を使用できます。簡単に説明するために、まずグローバルボリュームから見てみましょう。

2. Hierarchy で右クリックして、Volume > Global Volume と選択し、そのゲームオブジェクトの名前を「PostProcessing Global Volume」のような分かりやすいものに変更します。

まだ何も起こりません。それは、Volume に post-processing Profile を適用する必要があるからです。プロファイル (Profile) は、ボリュームに適用されるエフェクトを定義します。次のチュートリアルでは、ゼロから新しいプロファイルを作成しますが、今は私たちが提供するサンプルプロファイルを適用してください。

3. Volume コンポーネントで、オブジェクトピッカーを使用して、Profile の PostProcessingProfile_Sample を選択します。

これでシーンの見た目が大きく変わったのがわかると思います。何が起こったのか検証してみましょう。

下の 2 つの画像を見てください。左の画像はデフォルトで表示されているシーンで、右はいくつかのポストプロセスエフェクトを有効にしたものです。

では、次の質問に答えてみてください：

• この 2 つの画像の具体的な違いは何か？
• これらの違いは、全体のビジュアルスタイルにどのような影響を与えるのか？

作品のチェック

ポストプロセスを有効にすると：

• 部屋の隅にある赤と水色の箱が光っているように見える。
• 影が濃くなり、他の環境とのコントラストが強くなったように見える。
• どの色もより鮮やかになった。

このポストプロセスプロファイルは、部屋をより楽しく、漫画のようなスタイルにします。それは、下のサンプル画像のようなカラフルでコントラストの強いポップアートのようなスタイルに似ています。

レンダリング済みの画像にポストプロセスを施すため、特定のエフェクトが得られるようにライティングやマテリアル、カメラなどを設定する必要があります。

例えば、エミッシブマテリアルを使って最初から光るように設定されていないマテリアルを、ポストプロセスで光らせることはできません。

このサンプルプロジェクトでは、ポストプロセスを成功させるために、関連するすべての設定がすでに行われています。

ただし、これらの設定の詳細については、マテリアル、ライティング、カメラに関するチュートリアルをご覧いただくとよいでしょう。

Volume コンポーネントのサンプルプロファイルを選択すると、Inspector でその下に新しいモジュールが多数表示されたことにお気づきでしょうか。

各モジュールの名前の横にあるチェックマークを解除したり選択したりして、それがシーンに与える影響を確認します。次に、各モジュールの中のいくつかの値を変更して実験してみましょう。

必要であれば、ポストプロセスのドキュメントを使用して、各効果についてより詳しく学んでください。

この時点では、見栄えを良くすることをあまり気にしないでください。それは次のチュートリアルで行います。楽しみながら、エフェクトを限界まで使って、何ができるかを見てみてください。

編集した内容が気に入らない場合は、Ctrl+Z (Windows) か Cmd+Z (macOS) でいつでも元に戻すことができますよ。

本チュートリアルでは、ポストプロセスが何であるか、なぜ使われるかを学び、そしてシーンで試してみました。次のチュートリアルでは、新しいポストプロセスプロファイルを作成し、特定のスタイルを実現するためにそれを設定します。