アルゴリズム ラジオシティ法：光の相互作用を計算する
絵を描くように、画面上に物体を映し出すには、光の動き方を計算する必要があります。物の表面の質感や形をありのままに表すためには、光がどのように進み、跳ね返り、吸い込まれるかを正しく計算しなければなりません。そのような光のやり取りを計算する色々な方法の中で、ラジオシティ法という方法があります。この方法は、特に、光が物体に当たってあちこちに散らばる様子をうまく表すことができます。光が物体に当たると、その光はあらゆる方向に均等に広がります。これを拡散反射といいます。この拡散反射のおかげで、光は周りの物体を照らし、柔らかく自然な影を作ります。
たとえば、部屋の中に机と椅子があるとします。机の上にランプが置いてあり、光を放っています。ランプの光は直接机を照らしますが、同時に、その光の一部は天井や壁にも届きます。天井や壁に当たった光は反射し、今度は椅子を照らします。また、机に当たった光も反射し、椅子の underside を照らします。このような光の反射は何度も繰り返され、最終的には部屋全体が柔らかな光で満たされます。ラジオシティ法は、このような複雑な光の反射を計算し、より実物に近い、奥行きのある絵を作り出すことができます。
従来の方法では、光源から直接届く光しか計算していなかったため、影が濃く、不自然な印象を与えていました。しかし、ラジオシティ法を用いることで、間接光の影響を考慮することができるため、より自然で、立体感のある表現が可能になります。まるで写真のように、繊細な陰影や、空気感までをも表現することができるのです。そのため、ラジオシティ法は、映画やゲームなどの映像制作の分野で広く活用されています。よりリアルな映像表現を求める中で、ラジオシティ法は重要な役割を担っていると言えるでしょう。
