🇯🇵 Unreal Engine 5のMaterialsでSpecularを使う方法 | Tutorial

こんにちは！PBR materialsに慣れている方は、例えばBlender、Unity、Substanceなどの他のプログラムで使ったことがある場合、Metallic RoughnessとSpecular Glossinessという2つのworkflowがあることをご存知だと思います。使用するworkflowによって、特定の情報を指定する必要があります。

UnrealではMetallic workflowが使用されるので、Materialでは少なくともBase Color、Metallic、Roughnessの情報を指定し、さらにオプションとして特定のTextureを使った詳細表現のためのNormal Mapを追加できます。ただし基本的なMaterialを作成する場合は、先ほど挙げた最初の3つのチャンネルを設定するだけで十分です。

常にMetallicチャンネルから始めます。ここで0は非金属、1は純粋な金属を意味します。Base Colorは非金属オブジェクトの基本的な拡散色を定義し、金属の場合はスペキュラー反射の色合いを決定します。Roughnessパラメータは表面の粗さを指定し、0では完全に滑らかで光沢のある表面になり、1では非常に粗くマットな表面になります。例えば完璧な鏡を作るには、純白の色、Metallic = 1、Roughness = 0を使用します。

しかしUnreal MaterialsにはSpecularチャンネルもあり、これは少し混乱を招くことがあります。特にSpecular Glossinessがもう一つのPBR workflowの名前であることを考えるとそうです。さらに純粋な金属Materialを使うと、Specular値を変更しても効果がないように見えます。それでは、このコンテキストでSpecularパラメータは何のために使われるのでしょうか。Unreal Engineでは、この値は非金属materialsの基本的な反射率を制御するためだけに使用されます。そのため、Metallicが1に設定されている場合、このパラメータは完全に無視されます。

したがって金属materialの場合、正しい構成はMetallicを1に設定し、スペキュラー反射の色はBase Colorで定義し、表面の光沢に応じてRoughnessの値を選択することです。光沢のある金属には低い値、マットまたはブラッシュ仕上げの金属には高い値が適しています。この条件ではSpecularパラメータは全く影響を与えません。

非金属materialsの場合、Specularは反射強度の基本値を制御します。新しいUnreal Materialsのデフォルト値は0.5で、これは4%のスペキュラー反射率を意味します。この説明はUnrealのオンラインドキュメントから直接引用されたものですが、さらに混乱を招きます。Specularフィールドの範囲が0から1であるのに、なぜ0.5が4%に対応するのでしょうか。本来なら0.04であるはずです。

実際のところ、Unrealで使用される反射率の値は、Materialで設定したSpecularの値に0.08を掛けたものです。0.08は、Unrealにおける誘電体材料の最大反射率であり、入射角が0、つまり表面を正面から見た場合に対応します。角度が大きくなるにつれて反射率も増加し、これはフレネルの法則に従ってUnrealが自動的に処理します。したがって、このフィールドで設定しているのは、正面から見たときに0%から8%の範囲での反射率ということになります。

いずれにしても、デフォルト値の0.5、つまり4%の反射率は、プラスチック、ガラス、ゴム、木材、セラミック、人間の肌など、ほとんどの非金属materialsに適しています。Specularを1に設定すると最大で8%の反射率となり、これは一般的にダイヤモンドや一部の宝石、そしてごく少数の他の材料で見られる値です。Specularは0.25未満、つまり入射角0で2%の反射率に相当する値に設定してはいけません。

結論として、Specularは光の反射の強さを表し、Roughnessはその反射がどれほど鮮明か拡散して見えるかを表すと考えることができます。作成したい非金属materialの正確な反射率の値が分からない場合は、Specularをデフォルトの0.5のままにしてください。もしその値が分かっているなら、それを0.08で割ることで正しいSpecularパラメータを得ることができます。例えば水の反射率は2%なので、0.02を0.08で割ると0.25になります。

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