放送大学 科目メモ

POV-Ray入門

このページでは、情報コース科目である「POV-Ray入門」について内容等を紹介しています。

区分など

オンライン授業として履修・専門科目
この科目は本来、面接授業科目ですが新型コロナの影響で2020年1学期の面接授業が休講となったため
代替措置として開講された科目です。

履修のきっかけ・動機

POV-Ray入門はPOV-Rayというソフトウェアを使って3次元CGプログラミングについて学びます。
上記、「区分など」に書いたように、面接授業を履修登録していたのですが休講となってしまいました。
代替措置として開講された科目のうちzoomを利用する科目は日程が合わず、オンラインの科目から検討しました。
ナンバリングレベルから難しいかなと思いましたが、先生のHPで今までの面接授業を受講された方の課題を見て興味を持ち履修を決めました。

科目内容は?

動画(授業)は全8回で、GoogleのClassroomを利用して行いました。
第1回目にPOV-Rayの概要やインストール方法、その他授業で使用するファイルのダウンロードについて説明がありました。
POV-Rayでは描く物体とカメラの位置、光源の3要素について記述しますが、まず初めに球を描くプログラムについて学びました。
3次元の原点を中心に球を描くプログラムを実行(レンダリング)し、色や大きさ、位置や配置する個数などプログラムの値を変えて確かめました。
動画ではプログラムと実行結果を示しながら進みますが、サンプルプログラムを使って実行し結果を確認できます。

第2回以降は球以外の物体を描くことも学びました。
円柱(シリンダー)や長方形(ボックス)、円錐(コーン)やトーラス(ドーナツ型)のプログラミングです。
どの座標や長さを指定するのかが分かれば様々な大きさや位置に描くことができます。
背景については空と地面の境界線などを学び、指定によって印象がかなり変わりました。
また、物体にテクスチャ(金属やガラスなどの材質)を指定する方法、移動・拡大・縮小・回転など少しずつ複雑になっていきました。
光源では全体照らすものやスポットライト、どこからどこに向けて光を当てるかや色などを学びました。
光源は複数(後半で学びました)使うことができますし、物体のテクスチャによって影や反射が変わったり3次元ならではと思いました。
ここまでが前半で、課題1を作成し提出しました。複数の物体に色やテクスチャをつけ拡大縮小を取り入れたプログラムの作成でした。

後半は前半の内容を踏まえて授業が進みました。
カメラや物体・地面の凹凸、イメージ画像を物体に貼り付けたり虹・霧・文字を配置するプログラミングを学びました。
ハイトフィールドやポリゴンモデルにより複雑な形状が描けること、最後にアニメーション化などついて学びました。
clock変数を使うことで物体の位置や色を少しずつ変化させるなどアニメーションのようなが画像を作成しました。
課題2は自由なテーマで作品を制作とのことでしたが課題1に様々な要素を加え(拡張)するという内容でした。

感想など

受講前は興味はあるけれど授業についていけるかという不安がありましたが、サンプルプログラムのおかげで問題ありませんでした。
受講に必要な資料(レジュメ)のダウンロード、課題の提出も全てClassroomを使いました。
プログラミング環境(POV-Rayインストールなど)は第1回目の動画やレジュメを見て整えられました。
課題ではPOV-Rayソースコード(プログラム記述ファイル)と画像(レンダリング結果のファイル)を提出し、先生が講評を送信してくださいました。課題2が課題1を拡張して作成することになっていたので、課題1をもう少しシンプルに作成すればよかったと後悔しました。(いろいろと物体を配置しすぎました。)
ハイトフィールドとポリゴンモデルについてはどういうものかは分かったのですが、プログラミングするには自分の知識では足りず難しいと思いました。反対にアニメーションはclock変数を使って課題2では複数取り入れ楽しくできました。
CGプログラミングには興味がありましたので、今回受講してよかったです。図形に関する数学的知識があるともっと世界が広がるのではないかと思いました。また、改めて学んでみたいと思います。

ご案内 HP紹介

担当の鈴木一史先生が作成されている「レイトレーシング入門・POV-Ray入門」というサイトに科目の概要や、
過去に受講された方の作品が掲載されています。
受講を考えていらっしゃる方や3DCGに興味のある方はぜひご覧ください。

「レイトレーシング入門・POV-Ray入門」はこちらかどうぞ

おまけ

課題としてプログラミングし、実行した結果のCG作品です。
1つ目が課題1、2つ目が課題2です。反省点はいろいろあります・・・。
受講後にWEB公開してもいい方は画像を送付してくださいとの呼びかけがありました。
既に掲載されてる方の画像を見て並べて掲載されると苦しいかも・・・と思いためらっていましたが、
こういう作品でも少しでも参考になればと思い、2枚目(課題2)を掲載していただくことにしました。

課題1の作品。大きな木を中心に白と赤のチェック柄の椅子4つあります。椅子の1つに金属テクスチャの球2つでできている生き物が座っています。木の手前にはオレンジ色のガラステクスチャの生き物がたたずんでいます。大きな木の左後方には白とピンクのマーブル模様の石素材の縦長で楕円形のオブジェがあります。一番奥には白いドームがあります。大きな木とドームの間に木が点在しています。
課題2の作品。課題1に加え、花をたくさん追加しました。オレンジ色の生き物の前に花が間隔をあけて3輪咲くところです。外側は淡いピンク、内側は白色の花びらで回転しながら、つぼみの状態から少しずつ開いています。マーブル模様のオブジェの右には、ドームに向かって、白い花が2列直線に咲いています。また、中央の大きな木からドームまでの間もお花畑です。花色がオレンジ系から赤紫に変化しています。カメラの位置も少しずつ変化させながらアニメーション化しました。
課題1の作品。大きな木を中心に白と赤のチェック柄の椅子4つあります。椅子の1つに金属テクスチャの球2つでできている生き物が座っています。木の手前にはオレンジ色のガラステクスチャの生き物がたたずんでいます。大きな木の左後方には白とピンクのマーブル模様の石素材の縦長で楕円形のオブジェがあります。一番奥には白いドームがあります。大きな木とドームの間に木が点在しています。
課題2の作品。課題1に加え、花をたくさん追加しました。オレンジ色の生き物の前に花が間隔をあけて3輪咲くところです。外側は淡いピンク、内側は白色の花びらで回転しながら、つぼみの状態から少しずつ開いています。マーブル模様のオブジェの右には、ドームに向かって、白い花が2列直線に咲いています。また、中央の大きな木からドームまでの間もお花畑です。花色がオレンジ系から赤紫に変化しています。カメラの位置も少しずつ変化させながらアニメーション化しました。
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