Needle EngineにおけるMaterialX

MaterialXは、レンダリングエンジンに依存せず、グラフベースでマテリアルやシェーダーを記述するための強力な標準です。複数のサーフェスレイヤーや現実的なライティングを持つ複雑なマテリアルを定義できます。

映画、VFX、eコマースの分野で広く使用されており、Autodesk Mayaや3ds Max、Houdini、V-Ray、Omniverseなどの多くのプロのオーサリングツールでサポートされています。

UnityのShader Graphで作成されたマテリアルは、当社のUnity統合パッケージの一部であるNeedle MaterialX Exporterを介してMaterialXファイルに自動的にエクスポートできます。

これにより、Unityで複雑なライティングされたマテリアルを作成し、それらがシーンと一緒に自動的にエクスポートされます。MaterialXエクスポートは、WebGL2シェーダーの使用により可搬性が低い既存のUnlitシェーダーのエクスポートを拡張します。MaterialXを使用すると、WebGPUや将来のレンダリング技術に対応でき、ウェブプロジェクトで高精度のマテリアルを実現できます。

Needle EngineのMaterialXサポートは、公式のMaterialX JavaScriptライブラリを使用しており、これによりマテリアルは可能な限り最高の忠実度で表現されます。これにより、任意のMaterialXファイルを使用できます。

ユースケース

MaterialXは、次のような場合に最適です。

• 芸術的なコントロールと柔軟性のために、プロジェクトでグラフベースのマテリアルを使用している場合。
• プロシージャルテクスチャ、ディテールマップ、レイヤー化されたマテリアルなど、豊富で複雑なサーフェス機能が必要な場合。
• スタジオパイプライン全体で保持したい既存のMaterialXマテリアルがある場合。
• 異なるレンダリングエンジン間でレンダリングの一貫性と互換性を確保したい場合。

プロジェクトでMaterialXサポートを有効にする

Needle EngineプロジェクトでMaterialXサポートを有効にするには、@needle-tools/materialxパッケージをプロジェクトに追加する必要があります。

MaterialXサポート付きマテリアルのエクスポート

1. UnityのShader Graphでマテリアルを作成します。

   Unityでの複雑なShader Graphの例。

2. シーンでShader Graphベースのマテリアルを持つオブジェクトを選択するか、Projectビューでシェーダーアセットを選択します。

3. Materialプロパティで、「Needle Engine – Custom Shader Settings」セクションを見つけ、「Shader Export Type」として「MaterialX」を選択します。

   Shader GraphマテリアルプロパティでMaterialXエクスポートタイプを有効にする。

4. シーンをエクスポートすると、「MaterialX」エクスポートタイプを使用するすべてのシェーダーのマテリアルが、3Dコンテンツとともに埋め込まれ、ランタイムでロードされます。

外部で作成されたMaterialXファイルの使用

Needle MaterialXパッケージには、MaterialXファイルを直接ロードするための実験的なサポートが含まれています。テクスチャはコールバック関数を介して解決でき、マテリアルはthree.js ShaderMaterialとして返されます。

Needle MaterialXパッケージの操作例は、StackBlitzのMaterialXコレクションで確認できます。

import { TextureLoader } from 'three';
import { Experimental_API } from '@needle-tools/materialx';

// Load a MaterialX file and its referenced textures from a URL
function load(mtlx_url) {
    const parts = mtlx_url.split('/');
    parts.pop();
    const dir = parts.join('/');

    return fetch(mtlx_url)
    .then((res) => res.text())
    .then((mtlx) => {
        const loader = new TextureLoader();
        Experimental_API.createMaterialXMaterial(mtlx, '', {
            getTexture: async (url) => {
                return await loader.loadAsync(dir + url);
            },
        }).then((mat) => {
            console.log("MaterialX material has been loaded:", mat);
        });
    });
}

サポートされるノードと機能

Needle Engineは、MaterialXの完全な仕様をサポートしており、OpenPBR、Standard Surface、UsdPreviewSurface、Unlit Surfaceノード、およびフレネル効果のようなNPR（非写実的レンダリング）ノードも含まれます。ネストされたノードグラフ定義とカスタムノードもサポートされています。

Needle EngineのMaterialXマテリアルは、以下の機能をサポートしています。

• Image-Based Lighting (IBL)：シーンの環境マップから自動的に供給される
• Reflection Probes：MaterialXマテリアルを使用するオブジェクトに影響を与える
• Light sources：指向性、点、スポットライト。現在のシーンあたりのライトは8個までという制限がある
• Texture compression and progressive textures：テクスチャ圧縮とプログレッシブテクスチャ。MaterialXマテリアルは、Needle Engineの強力なテクスチャ圧縮とプログレッシブローディング機能を完全にサポートしており、大きなテクスチャを使用できます。これらは、必要なときにのみ、現在のビューに必要な解像度でのみロードされます。
• Animated material properties：色、浮動小数点、ベクトルに対するアニメーション化されたマテリアルプロパティ。Needle Engineの他のマテリアルと同様に、任意の数値マテリアルプロパティをアニメーション化できます。
• すべてのMaterialXサーフェスモデル。OpenPBR、Standard Surface、UsdPreviewSurface、Unlit Surfaceを含む。

Needle MaterialX Exporterは、UnityのShader Graphのグラフベースの構造をエクスポートに利用し、Shader GraphノードをMaterialXのnodedefsとnodegraphsに変換します。以下の機能をサポートしています。

• Material properties：色、浮動小数点、ベクトル、テクスチャなどのマテリアルプロパティ
• Operations：数値、ベクトル、行列に対する演算
• Blend nodes：Mix、Add、Multiply、および様々なブレンドモードを持つBlendノード
• Textures：テクスチャとカラースペース
• Subgraphs：1つ以上のネストレベルを持つサブグラフ
• Vertex colors：頂点色がサポートされています
• Multiple UV channels：複数のUVチャンネルがサポートされています（最大4つ）
• Shader Keywords：シェーダーキーワードがサポートされており、MaterialXではスイッチノードとしてエクスポートされます。

サポートされるMaterialXバージョン

Needle Engineは現在、MaterialXバージョン1.39.4をサポートしています。以前のバージョンのMaterialXドキュメントもサポートされており、最新バージョンに自動的にアップグレードされます。

MaterialX Exporterの制限事項

Shader Graphがサポートするすべての機能がMaterialXでもサポートされているわけではありません。サポートされていないノードをエクスポートしようとすると、エクスポーターはエラーをログに記録し、エクスポートプロセスを停止します。その場合、可能であればサポートされているノードに置き換えることで問題を修正できます。

• Vertex displacement is not yet supported：頂点ディスプレイスメントはまだサポートされていません。MaterialXはディスプレイスメントマッピングをサポートしていますが、Needle Engineは現在サポートしていません。これは、MaterialXファイル内のディスプレイスメントノードがすべて無視されることを意味します。
• Realtime shadows：リアルタイムシャドウ。シーン内の光源はMaterialXマテリアルに影響を与えますが、リアルタイムシャドウは現在サポートされていません。
• Baked Lightmaps：ベイクドライトマップは現在、MaterialXマテリアルではサポートされていません。
• Tangent space：Tangent spaceは現在サポートされていません。これは、「Tangent」を空間として指定するShader Graphノードが異なる外観になることを意味します。
• Code Nodes：Code Nodesは現在サポートされていません。

このページはAIによって自動的に翻訳されました