【GCC2026】TrueHDRIを用いたルックデブ環境とライティングテクニック

2026年3月28日(土)に行われた『GAME CREATORS CONFERENCE ’26』の講演資料です。

バンダイナムコスタジオが独自に研究を進め、成果物の一般公開も行った「TrueHDRI」。現実世界の環境光をそのまま取り込んだHDRIは、ゲームエンジン上でルックデブ環境を構築する事でその真価を発揮します。今回はUE5上でのルックデブ環境構築方法と実際のゲーム制作に活用できるライティングテクニックについてお話いたします。

Transcript

1. TrueHDRIを用いたルックデブ環境 とライティングテクニック 株式会社バンダイナムコスタジオ 菅野昌人
2. 概要 バンダイナムコスタジオが独自に研究を進め、成果物の一般公開も行った 「TrueHDRI」 現実世界の環境光をそのまま取り込んだHDRIは、ゲームエンジン上でルッ クデブ環境を構築する事でその真価を発揮します 今回はUE5上でのルックデブ環境構築方法と実際のゲーム制作に活用でき るライティングテクニックについてお話いたします
3. 本日のお題 1. 自己紹介 2. TrueHDRIとは 3. ルックデブ環境構築 4. ライティングテクニック 5. 大気表現 6. TrueHDRI開発を通じて分かった事 7. まとめ
4. 1.自己紹介
5. 1.自己紹介 菅野 昌人（かんの まさと） アートディレクター 1995年ナムコ（現バンダイナムコスタジオ）入社。「エースコンバット」 シリーズに長く携わり、主に背景やライティング、メカデザインを担当 最新作「エースコンバット8」ではアートディレクターとして主にイン ゲームミッションのライティングや雲エンジン「Cloudly」の設定を担当 近年ではTrueHDRIを用いたルックデブ環境を構築し、社内共有している
6. 2. TrueHDRIとは
7. 2.TrueHDRIとは • 2019年頃にBNS社内で制作されたHDRIの統一基準とそのアセット群の事を指す • 社内の各プロジェクトへの共有だけでなく、委託会社様、協力会社様でも活用していただいている
8. 2.TrueHDRIとは • 主にゲーム開発時のルックデブ環境構築に用いる • アセット制作だけでなく、ゲームエンジン各機能の開発指標にもなっている ※映像はUE4のものです
9. 2.TrueHDRIとは • 2020年のCEDECにて「信頼性の高いHDRI作成術」を講演 • 同年11月頃より東京工科大学川島研究室と産学共同研究を行う • 2024年、研究生の方々による応用研究の学会発表がなされる • 同年、TrueHDRIの公式サイトを立ち上げ、いくつかのサンプルをCC0として一般公開
10. 2.TrueHDRIとは 特徴： ・正しい色と輝度 ・基準となる輝度の情報 ・太陽輝度まで含めたレンジ ・広色域
11. 2.TrueHDRIとは 正しい色と輝度 • 中央にみえるのはsRGBに変換し たパノラマ画像 • その右側は〇印部分の拡大画像 • 一番右側の画像は計測器での計測 結果と各ピクセルの比較 • これだけ計測値に近ければ正しい IBLライティングとして信頼性は 高いのではないかと考える パノラマ画像（sRGB） 拡大 計測値と比較
12. 2.TrueHDRIとは 正しい色と輝度 写真 TrueHDRIを用いたIBLによるレンダリング Maya[Arnold]
13. 2.TrueHDRIとは 基準となる輝度の情報 • 明るさを統一 (RGB 1.0＝輝度1000cd/㎡) • 同一基準なのでシーン間の明るさの違いを認識できる
14. 2.TrueHDRIとは 太陽輝度まで含めたレンジ • 日中の太陽の輝度は16憶[cd/㎡]なのでNDフィルターを使用して撮影 • NDフィルタで12から13EV減光
15. 2.TrueHDRIとは 高色域 XYZ 690.6 1382 1127 XYZ 2454 3159 331.1 XYZ 13490 10040 175.6 XYZ 4942 2351 638.3 XYZ 3198 4363 8976 カメラ本来の色域まで使うことで広色域に
16. 2.TrueHDRIとは 高色域 • 公式HPでダウンロードできるTrueHDRIはプルダウンメニューから異なるガマットを選択可能 • これらはカメラ本来の色域を各ガマットに変換している
17. 2.TrueHDRIとは • 撮影は国内各所や欧州、北米などで行った • 国内では関東を中心に、北は北海道、南は沖縄 • 海外ではカリフォルニア各地やイングランド北西部、マレーシアなど • 主に取材やプライベートでの訪問時に撮影
32. 2.TrueHDRIとは 現実世界の様々な環境のライティングをゲームエンジン上で再現できるもの
33. 3.ルックデブ環境構築
34. 3.ルックデブ環境構築 • 一貫した検証: ニュートラルなHDRI（環境光）下で、マテリアルがどう反応するかを確認できる • PBRの正確性チェック: アルベドやラフネスが適切か、エミッシブ値が意図通りに光るかなどを、基準 となる環境でテストできる • 環境変化への対応: 晴天、曇天、室内など、異なるライティング条件下でアセットがどう見えるかを 瞬時に切り替えて確認できる
35. 3.ルックデブ環境構築 • 日中や夕方のライティングでは問題なく見えるが、夜のライティングにすると服についている部品がとても明るくなる • これはエミッシブの値が過剰なために起こる問題なので、パラメーターを調整してどの様な環境でも妥当性のあるエミッシブ値にしていく
36. 3.ルックデブ環境構築 • • • • さらに車両など、マテリアルのバリエーションを作成する際にも有効 ポストプロセスなどの演出がなされていない環境なので、迷わずに色や質感をテストし、望んだ見た目に近づけていくことができる メタルネスやラフネスは環境光によって大きく見た目が変わるので、昼や夜の屋外だけでなく、建物の中などでも瞬時に確認できるのは利点 特に計測データなどを基にしない架空の質感を作る場合は、こういった異なる環境光を切り替えることで、問題を見つけることにも繋がる
37. 3.ルックデブ環境構築 • 日中から夜までの光のレンジをカバーすることができれば、ライト類の色や明るさを決めるときにも参考になる • 周りの環境の明るさによって、テールライトやヘッドライトの見え方が変わるのがわかる • この例では、夕方でもヘッドライトがよりはっきりとわかるようなパラメーターへ調整した
38. 3.ルックデブ環境構築 BNSparking • いくつかのTrueHDRIサンプルを含めたリファレンスシーン • UE4からUE5に変わり、高輝度を標準化 • BNS門前仲町ビルの駐車場を再現した環境 • LumenGIの効果を確認するため、屋内空間のモデルも作成 • BNS社内のPerforceにて共有
39. TureHDRI Skydome Directional Light post process volume Sky Light • ライティングアセットの設定 • 直射日光や影の中での確認も行いたかったため、バンダイナムコスタジオ社屋の駐車場も作成した
40. 3.ルックデブ環境構築 • SkyDome • 法線反転したSphereへTrueHDRIを適用 • Unlitマテリアルに1000をかけたTrueHDRI のテクスチャをアサイン • DirectionalLight • 光源化されたTrueHDRIの太陽情報を入力 • SkyLight SkyDome マテリアル • Movable • post process volume • Infinite Extent をオン • Auto Exposure Min:6 Max:14 • LumenGI、LumenReflectionを使用 DirectionalLightに入力する情報
41. 3.ルックデブ環境構築 • UE標準のHDRIbackdropは使用しない • HDRIbackdrop は4Kまでの.hdr画像対応となるため • この解像度だと太陽光の輪郭が曖昧になり、影がボケてしまう • 実際のゲームでの見え方を前提にする • ８K程度の解像感 • 並行光源化した太陽光
42. • 地面やフェンス、壁、ウッドデッキなどのテクスチャは リニア現像した実物の写真をもとにマテリアルを作成 • 周りの背景とよくマッチしている
43. • LumenGIのプレビューが始まった時期（2021年頃）だったので、GIの検証用として駐車場に隣接するカ フェテリアも作成した • これらはまだフォトグラメトリを本格的に導入する前なので、iPadのLIDARスキャンで得られたデータを ガイドに使って地道にモデリングした
44. • けっこうごちゃごちゃしているが、当時はコロナ禍だった為にPCなどの荷物を各自宅に配送する前の 一時的な荷物置き場になっていた
45. • お弁当を温める電子レンジの上には掲示板や社員の作品などが展示されている • BNSの門仲オフィスにいらっしゃる方はよく見る風景
46. • この状態は屋外にあるTrueHDRIとDirectionalLight以外なにも光源が無い状態 • そのためLumenGIとスペキュラ成分のみのライティングとなる
47. • Lumenのライトリークに耐えられる壁の厚みや、逆光時のマテリアル、蔦のトランスルーセンシーの色 合いなども実際の背景を作る前に分かるようになる
48. • TrueHDRIを切り替えて環境光の違いを確認するのがこのルックデブ環境の神髄
49. • 雲量を増やしたり
50. • 乾いた大地
51. • 緑豊かな平野
52. • 朝日の浜辺 • 広いダイナミックレンジのもと、マテリアルやジオメトリの不具合を発見し、改良が行われていく
53. 3.ルックデブ環境構築 TrueHDRIの切り替えはサブレベルが基本 • • • いくつかあるTrueHDRIの切り替えはサブレベルで行うのが一般的 昼夜夕方、郊外や街中、屋外屋内など、常用する10種類位を切り替えてルックデブに用いている もっと多く登録する事も可能だが、ある程度ライティングケースを絞った方が無理なくオペレーションできる
54. 3.ルックデブ環境構築 • 「TrueHDRIpanel」プラグインの開発 • UE5への取り込みがさらに簡単になるプラグイン • 東京工科大学川島研修室がFabにて公開中 • TrueHDRI公式ページより素材をDLし、UE5へイン ポートするだけの簡単操作 • 現在はUE5.5まで対応し、UE5.7以降へは近日中に 対応予定とのこと
55. 様々なTrueHDRIを切り替られるルックデブ環境はアセットを堅牢にする
56. 4.ライティングテクニック
57. 4.ライティングテクニック • マテリアルのEmissive値 • ライトの設定
58. 4.ライティングテクニック • マテリアルのEmissive値設定 • TrueHDRIで撮影された発光体を基にマテリアルのEmissive値を設定する
59. 4.ライティングテクニック このオフィス内での発光体は以下の通り １．シーリングライト（蛍光灯） ２．HDRモニター ３．通常の液晶モニター ４．ポケットライト
60. 4.ライティングテクニック 色彩輝度計で各ライトを計測した １．シーリングライト（蛍光灯）：32000cd/㎡ ２．HDRモニター：1500cd/㎡ ３．通常の液晶モニター：120cd/㎡ ４．ポケットライト：24000cd/㎡
61. 4.ライティングテクニック BNSオフィスのTrueHDRIをUEへインポートして表示し、各ライトの値を入力したマ テリアルを割り当てたモデルと比較してみる（ライトの色温度自体は適当） １．シーリングライト（蛍光灯）：32000cd/㎡
62. 4.ライティングテクニック ２．HDRモニター：1500cd/㎡
63. 4.ライティングテクニック ３．通常の液晶モニター：120cd/㎡
64. 4.ライティングテクニック ４．ポケットライト：24000cd/㎡
65. 4.ライティングテクニック 露出を下げるとHDRIのピクセルとマテリアルのEmissiveが ほぼ同じ明るさであることがより分かりやすくなる
66. UE5でTrueHDRIの各部分のNIT（cd/㎡）を調べるには 「show-Visualize-HDR(Eye Adaption)」を選択 画面中央の「焦点メーター（四角い枠）」の下へNITの値 が表示される。この数値がEmissiveに与える材料となる
67. • 真ん中の四角い焦点メーターの下に001515 NITと書かれている • NIT（ニト）と cd/m²（カンデラ毎平方メートル） の関係は、物理的には 「1 NIT = 1 cd/m²」であ り、全く同じ「輝度（表面の明るさ）」を表す単位 • サンプルのHDRモニターのピーク輝度は約1500nits
68. 4.ライティングテクニック １cd/㎡ ＝ 1.0value（emissive）として扱って良い 計測機で得られた明るさの値とTrueHDRIのライト各所の明るさは同等 この数値をEmissive値へ与える事により、UE5上で現実と同様の見た目が再現できた よって、TrueHDRIの中にある発光体の明るさをUE5上で調べて参考にすることが可能
69. 4.ライティングテクニック 光源の輝度一覧（最大値の目安） 光源の種類 輝度 (㏅/㎡) 備考 太陽 16億5000万 地表上での値。桁違いのまぶしさです。 つや消し電球 (100W) 280,000 家庭用電球の中でもかなり高い部類です。 水銀ランプ 140,000 道路照明や工場などで使われる強力な光です。 低圧ナトリウムランプ 80,000 トンネル内の照明などによく使われます。 LEDランプ (一般電球形) 20,000 ～ 60,000 普及しているLED電球の明るさです。 蛍光ランプ 6,000 ～ 20,000 事務所や家庭で一般的な照明です。 ろうそく 10,000 小さな炎ですが、意外と密度は高いです。 青空 8,000 昼間の空自体の明るさです。 月 2,600 夜空で明るく見えますが、数値上は控えめです。 乳白グローブ 1,000 ～ 3,000 照明のカバー（笠）を通した後の柔らかい光です。
70. 4.ライティングテクニック • • TrueHDRI公式サイトのライブラリにあるダウンロードセッティングでは、Unclippedとclippedという表記が あり、Unclippedの方にはこの16億カンデラがそのまま入っている リアルタイムレンダリングではなく、オフラインレンダリングなどにはこちらをそのまま使っても良い
71. 4.ライティングテクニック • ライト設定 エミッシブ（輝度：cd/㎡）とスポットライト（全光束：lm）の間には、物理的な面積を 介した明確な相関関係がある 「発光面の面積（㎡）」に「輝度（ cd/㎡ ）」と「π（円周率）」を掛けることで、必要 なLumen値を算出できる
72. 4.ライティングテクニック • 計算式 標準的な直管蛍光灯（長さ1.2m、直径0.03m）を想定して計 算してみる 面積 (A) を出す: 直径×π×長さ＝円筒の表面積（側面のみ） 0.03m × 3.14 × 1.2m ≈ 0.113㎡ ルーメン (Φ) を算出する: 30,000 (cd/㎡) × 0.113 (㎡) × 3.14 ≈ 10,645lm 結果: 表面輝度が30,000cd/㎡ の蛍光灯をスポットライト1個 で代用する場合、設定値は約 10,600ルーメン になる
73. 4.ライティングテクニック • UE5での「見た目」と「光」の同期設定 物理計算上の数値を出した後、UE5のライト設定で以下の調整を行う • Spot Light の Intensity: 10,645 lm に設定 • Source Length: 120.0 (1.2m) に設定 • Source Radius: 1.5 (直径3cmの半分) に設定 • Use IES Intensity: オフにする（手動でlmを入力するため）
74. 4.ライティングテクニック • 実際にTrueHDRIの発光体の輝度を基に光源化したもの
75. 【BNSparking 】 TrueHDRI LookDev Refernce Scene
76. 【BNSparking 】 TrueHDRI LookDev Refernce Scene
78. 【BNSparking 】 TrueHDRI LookDev Refernce Scene
79. 【BNSparking 】 TrueHDRI LookDev Refernce Scene
93. • 壁面にあてた間接光ライトの明るさもTrueHDRIで調べ、前述の計算式に合わせたもの
94. • 同じ場所をTrueHDRI公式ページの3D表示から比較したもの
95. TrueHDRIの発光体を基に物理的なライティングが行える
96. 5.大気表現
97. 5.大気表現 • Skyatmosphere • 実際のゲームではTrueHDRIをそのまま使用しない • TrueHDRIはあくまでもルックデブ環境用の素材 • TrueHDRIをリファレンスにSunSkyの設定を行う • 時間帯だけではない、湿度や高度による空の色変化に注目する
98. 5.大気表現 • TrueHDRIの太陽情報を基にSunSkyを設定 • 日時、緯度経度、タイムゾーン
99. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky そのままだとなんか黄色い？
100. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky 太陽のIntensityを75000から120000にする
101. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky カメラの高度を600mに上げ、実際の地表面の海抜に近づける
102. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky Mie Scatteringを調整して近似させる
103. 5.大気表現 デフォルト TrueHDRIをリファレンス
104. 5.大気表現 • 太陽のIntensityは120000固定 • Direct Normal Illuminanceに基 づく数値 • 地表面において、太陽光線に 対して垂直な面が受ける、直 射日光のみによる照度 • 編集する部分はほぼMie Scattering のみ • Mie Absorption Scaleや Atmosphere Absorptionなどの 値を調整 • 必要に応じてAtmosphereの MultiScatteringを増減
105. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky(Default) そのままだとなんかピンクっぽすぎる
106. 5.大気表現 TrueHDRI SunSky(Adjusted) Mie Scatteringの調整に加え、Rayleigh Exponential Distributionも調整
107. TrueHDRIの空の色で大気散乱の特性を知ることが出来る
108. 6.TrueHDRI開発を通して分かった事
109. 6.TrueHDRI開発を通して分かった事 • 開発者間のコミュニケーションの軸となる • 100000ルクスって本当に大丈夫？ • 場所による空の色の違い
110. • 開発者間のコミュニケーションの軸となる
111. コミュニケーション キャラが白く飛んじゃうから、 ライトを暗くして
112. コミュニケーション わかった、白飛びしないように ライトを暗くしたよ
113. コミュニケーション キャラは良くなったけど背景が 暗くなったから、地面のテクス チャを明るくしてみたよ
114. コミュニケーション …なんか晴れのはずなのに、曇 りっぽくなってない？
115. コミュニケーション …。
116. コミュニケーション キャラが白く飛んじゃうから、 ライトを暗くして
117. コミュニケーション ライトは正しいわけだから、露 出を下げてみようか
118. コミュニケーション 全体的に暗くなったから、キャ ラの影部分が見えなくなったよ
119. コミュニケーション じゃあキャラの影側にレフ板を 与えてみようか
120. コミュニケーション これならいいかも！
121. コミュニケーション キャラが白く飛んじゃうから、 ライトを暗くして
122. コミュニケーション カラーグレーディングでハイラ イトだけ抑えるのはどう？
123. コミュニケーション これでも良いね！
124. • 100000ルクスって本当に大丈夫？
125. 100000ルクス VS 100ルクス 100000ルクスの太陽って明るす ぎない？大丈夫？ だ、大丈夫だと思うけど… • 割と初期から言われて、最近も言われている事 • Lumenだけでなく、UEそのものが高輝度のライトに対応できていないんじゃないか？ 昔ながらの低 い数字の方が正しいLumenGIの結果が得られるんじゃないか、という噂
126. 比較検証 レンダラー：Lumen 太陽光：100000lux マテリアル：1000倍 露出：EV10 • 本日お見せしてきた太陽光100000luxのLumenレンダリング結果
127. 比較検証 レンダラー：Lumen 太陽光：100lux マテリアル：等倍（1倍） 露出：EV0 • • 100luxにした結果、若干赤っぽい印象になった 駐車場とカフェテリアの間にあるウッドデッキの赤味が朝日に照らされて室内で乱反射した結果ではないかと推察
128. 比較検証 レンダラー：パストレース 太陽光：100000lux マテリアル：1000倍 露出：EV10 • • オフラインレンダラに近いパストレースでは、オクルージョンの効果やリフレクションは非常に細かいところまで描かれている GIについては、それほど赤味を感じられない
129. レンダラー：Lumen 太陽光：100000lux マテリアル：1000倍 露出：EV10 レンダラー：パストレース 太陽光：100000lux マテリアル：1000倍 露出：EV10 レンダラー：Lumen 太陽光：100lux マテリアル：等倍（1倍） 露出：EV0 • 比較すると、一番右の100luxは光の周りこみがよくされているものの、やや赤みが強く、かつ遮蔽され ている部分も若干明るい。どちらかといえば100000luxの方がパストレースに近いかなという印象 • UE5において、リアルタイムGIであるLumenと、オフラインレンダラーに近い精度を持つパストレーシ ング（Path Tracing）を比較することは、単なる「綺麗さの確認」ではなく、「ライティングの正解」を 知るための極めて重要な工程
130. • 場所による空の色の違い
131. その場所の空気の密度と成分によって結構変わっている • 大気中の埃や湿度による影響が大きい（ミー散乱） • 雨が多く、地表面の湿度の高い地域は白っぽい • 高度によって違いを感じやすい（レイリー散乱） • 高地は大気密度が減るので空が深い青になる • 緯度によっても異なる • 太陽の入射角度の影響
132. • イギリスのリザムビーチ • 明らかに日本の曇り空と違う • 空一面を雲が覆っているのに、水平線が割 とクリアに見える • 大西洋からの湿った空気がイギリス上空の 冷たい空気にぶつかって、低い高度に安定 した湿った層雲が発生する • 地表面の湿度が７０％、上空５００mの湿 度が１００％ • 太陽もあまり顔を出さず、薄暗い • 緯度も高いため、南中でも太陽角度が浅い
133. • アメリカのラスベガス近郊 • モハベ砂漠の乾燥地帯で極端に湿 度が低い（１０％） • 緯度は東京とほぼ同じだが、ミー 散乱があまりなく、さらに高度が 高いためレイリー散乱により空が 非常に青い • 夕方などで雲があるとはっきりと したピンクやオレンジ色に染まる
134. • シンガポールのセントーサ島 • 空が黄色い • 隣国の焼き畑農業のせいであたり一帯に 広がる「シンガポールヘイズ」の影響 • 煙に含まれるPM2.5の影響により太陽光 が散乱し、青い波長が遮られる • ヘイズが無くても、極端な湿度により常 にミー散乱効果がある。空は水色 • 赤道直下による強烈な南中の日差し • 熱による巨大な積乱雲が辺りを囲む
135. • 東京の新木場緑道公園、夏の空。ミー散乱による減光が強い • 減光のせいで地表からみた太陽光は冬に比べて暗い
136. • 土地ごとに空の色は様々 • どちらかというと湿度や埃、高度による影響が大きい • カラーグレーディングされていないTrueHDRIであれば よりその違いを実感しやすい
137. TrueHDRIを用いる事で、それまでの常識を見直すことが出来る
138. 7.まとめ １．TrueHDRIは現実世界の様々な環境のライティングをゲームエンジン上で再現できる ２．様々なTrueHDRIを切り替られるルックデブ環境はアセットを堅牢にする ３．TrueHDRIの発光体を基に物理的なライティングが行える ４．TrueHDRIの空の色で大気散乱の特性を知ることが出来る ５．TrueHDRIを用いる事で、それまでの常識を見直すことが出来る
139. ありがとうございました！ https://www.bandainamcostudios.com/projects/truehdri