CG(コンピュータグラフィックス)とは
CGとは「Computer Graphics(コンピュータグラフィックス)」の略で、コンピュータを用いて画像を生成・処理する技術、またはそれによって描かれた画像を指します。2次元の平面画像(2D CG)と、3次元の立体空間データから作成する画像(3D CG)があります。3D CGでは、「ポリゴン」と呼ばれる多角形(主に三角形や四角形)を多数組み合わせて物体の形を作り、そこに色や質感を設定した上で、コンピュータが光の反射などを計算して最終的な画像を映し出す「レンダリング」という工程を行います。
具体例
映画で実在しない怪獣やロボットが本物の街の中で大暴れする特撮シーンや、3Dアニメーション映画、テレビゲームのリアルなキャラクター描写にCGが使われています。また、建築業界においては、まだ建っていないマンションの完成予想図(3Dパース)をCGで作成し、買い手が部屋の雰囲気や日当たりを立体的に確認できるようにする場面でも活用されています。
もう少し詳しく
CGはデジタル情報の視覚化において基礎的な技術であり、大きく「2D CG」と「3D CG」に分かれます。2D CGには、画像をピクセルという点の集まりで表現する「ラスタ形式(ビットマップ画像)」と、点と線を数式によって結んで表現する「ベクタ形式」があります。
一方、現在ゲームや映画、産業用設計で主役となっているのが「3D CG」です。3D CGの制作プロセスは、以下のような高度な技術的段階(ワークフロー)に分かれています。
1. モデリング(Modeling):仮想の3次元空間内に、物体の立体的な形状を作ります。一般的には「ポリゴン」と呼ばれる多角形の面をメッシュ状に組み合わせる「ポリゴンモデリング」が行われます。また、滑らかな有機物(人や動物)を作るために、球体の集合体として形状を表す「メタボール」という手法も使われます。
2. テクスチャマッピング(Texture Mapping):モデリングされた立体の表面に、木目や金属、人間の皮膚などの「質感や模様が描かれた2D画像(テクスチャ)」を貼り付けます。
3. リギング(Rigging):立体モデルに「骨格(ボーン)」を埋め込み、キャラクターが関節を曲げて自然に動かせるようにコントロール用の仕組みを設定します。
4. レンダリング(Rendering):設定したカメラの視点から、光源(ライト)の配置、物体の材質、影の落ち方などをコンピュータに数式計算させ、最終的な2次元の画像や映像を出力します。この計算手法には、光の反射や屈折を一本一本の光線として精密に追跡してリアルな質感を表現する「レイトレーシング(Ray Tracing)」などがあります。
これらの一一の工程が合わさることで、実写と見分けがつかないようなリアルな3D映像が生成されます。
試験でのポイント
IT試験においては、3D CGの制作工程に含まれる各種の用語(モデリング、テクスチャマッピング、レンダリング、ポリゴンなど)の意味を正確に問う問題が出題されます。
試験で特に狙われやすい用語の役割整理は以下の通りです。
・モデリング:3次元仮想空間に「物体の形状(骨組み)」を作成する作業です。
・テクスチャマッピング:モデリングされた物体の「表面に画像を貼り付けて質感を与える」作業です。金属のサビや木目の質感を出すために重要です。
・レンダリング:形状、質感、光源などの情報から、コンピュータが影や光の反射を計算して「2次元の画像として出力(書き出し)」する最終工程です。
・レイトレーシング:レンダリングの手法の一つで、光の経路(屈折や反射)を「逆算・追跡する」ことで極めてリアルな影や映り込みを表現する技術です。
「物体の表面に模様の画像を貼り付ける作業はどれか」という問いに対して「テクスチャマッピング」を正解として選べるように、それぞれのプロセスの役割を明確に区別できるようにしておきましょう。
関連する用語
CGを構成する基礎技術である「ラスタ形式(ビットマップ画像)」や「ベクタ形式」、3次元物体の形状を作る「モデリング」、画像を生成する最終段階である「レンダリング」や、リアルな光の表現手法である「レイトレーシング」が重要な関連用語です。また、これらを応用した表現手段である「VR(仮想現実)」や「AR(拡張現実)」なども深く関係しています。