3DCGアニメーション
―基礎から最先端まで―

［表紙］3DCGアニメーション ―基礎から最先端まで―

紙版発売

B5変形判／280ページ／CD1枚

定価3,278円（本体2,980円＋税10%）

ISBN 4-7741-1664-5

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書籍の概要

この本の概要

3DCGの制作に従事する人は増加の一途をたどっていますが，その原理に関して教育を受けてこないまま仕事をしている人も，また増えています。さまざまなツールが開発されているとは言え，原理を知らなくては，これらを真に使いこなすこともできません。本書が「実践的な」基礎コースを提供します。

こんな方におすすめ

  • 3DCGクリエイターを志す方
  • 3DCGの制作に携わっている方
  • アニメーションの制作に携わっている方

著者の一言

本書は，3DCGアニメーションの技術エッセンスを，技術を専門としない人にも理解してもらえるよう，わかりやすく解説したものです。市販の3DCGソフトを駆使してデジタル映像制作を行うためにも，その背後にある技術的な原理や仕組みを理解することは，たいへん重要です。そこで本書では，3DCGの基礎から，キャラクターアニメーション制作手法，さらに最先端の技術までを解説しました。映像制作を行っている方，3DCGアニメーションに興味がある方，始めてみたい方，そしてもちろんCG技術者にもお勧めします。

目次

付属のCD-ROMについて

プロローグ　本書を読む前に

  • ●本書がカバーする範囲
  • ●本書の構成と内容
    • Part 1 コンピュータグラフィックスの基礎
    • Part 2 キャラクターアニメーション
    • Part 3 アニメーションレシピ
  • ●現状の問題点と今後の方向

Part 1 コンピュータグラフィックスの基礎

第1章 モデリング

  • ●1.1 3次元形状のデータ表現
  • ●1.2 ポリゴンモデリング
    • 1.2.1 ポリゴンモデリングの概要
    • 1.2.2 法線ベクトル
    • 1.2.3 ポリゴンの表と裏
    • 1.2.4 両面ポリゴン
    • 1.2.5 ポリゴンの平面性
    • 1.2.6 凸ポリゴンと凹ポリゴン
    • 1.2.7 ポリゴンによる曲面の近似
  • ●1.3 曲面
    • 1.3.1 パラメトリック曲線
    • 1.3.2 ベジェ曲線
    • 1.3.3 Catmull-Romスプライン曲線
    • 1.3.4 Bスプライン曲線
    • 1.3.5 NURBS曲線
    • 1.3.6 パラメトリック曲面
    • 1.3.7 ベジェ曲面
    • 1.3.8 NURBS曲面
    • 1.3.9 パラメトリック曲面の特徴
  • ●1.4 細分割曲面
  • ●1.5 その他のモデリング手法
    • 1.5.1 メタボール
    • 1.5.2 パーティクル
    • 1.5.3 ボリュームデータ
  • ●1.6 3次元形状の入力方法
    • 1.6.1 基本的な形状の入力方法
    • 1.6.2 3次元形状の変形
    • 1.6.3 3次元形状の測定
  • ●1.7 3次元空間と座標変換
    • 1.7.1 3次元空間と座標系
    • 1.7.2 単位
    • 1.7.3 座標変換
    • 1.7.4 オイラー角とジンバルロック
    • 1.7.5 任意軸まわりの回転
    • 1.7.6 4元数
    • 1.7.7 変換の合成
    • 1.7.8 ピボット点
    • 1.7.9 CGソフトにおける座標変換
    • 1.7.10 階層構造

第2章 レンダリング

  • ●2.1 カメラ
  • ●2.2 ライト
  • ●2.3 表面特性
    • 2.3.1 拡散反射と鏡面反射
    • 2.3.2 BRDF
    • 2.3.3 反射／屈折
  • ●2.4 マッピング
    • 2.4.1 テクスチャマッピング
    • 2.4.2 手続き型テクスチャ
    • 2.4.3 バンプマッピング
    • 2.4.4 ディスプレイスメントマッピング
    • 2.4.5 環境マッピング
  • ●2.5 ポリゴンモデルのレンダリング
    • 2.5.1 スムーズシェーディング
    • 2.5.2 ポリゴンモデルにおけるuvマッピング
    • 2.5.3 ポリゴンモデルのデータ構造
  • ●2.6 隠面消去
    • 2.6.1 Zバッファ法
    • 2.6.2 スキャンライン法
    • 2.6.3 レイトレーシング法
  • ●2.7 シャドウイング
  • ●2.8 グローバルイルミネーション
    • 2.8.1 分散レイトレーシング法
    • 2.8.2 ラジオシティ法
    • 2.8.3 フォトンマップ法
  • ●2.9 大気の効果
    • 2.9.1 フォグ
    • 2.9.2 光跡
  • ●2.10 サンプリング
    • 2.10.1 アンチエリアシング
    • 2.10.2 モーションブラー
    • 2.10.3 被写界深度

第3章 アニメーションの基礎

  • ●3.1 キーフレーム法
  • ●3.2 補間方法
    • 3.2.1 線型補間とスプライン補間
    • 3.2.2 Catmull-Romスプライン
    • 3.2.3 TCBスプライン
    • 3.2.4 曲線の制御
    • 3.2.5 イーズイン，イーズアウト
  • ●3.3 モーションパス
  • ●3.4 カメラのアニメーション
  • ●3.5 階層アニメーション
  • ●3.6 インバースキネマティクス（IK）
  • ●3.7 形状変化
    • 3.7.1 基本変形ツールによる変形のアニメーション
    • 3.7.2 FFDによる変形のアニメーション
    • 3.7.3 モーフィング
  • ●3.8 数式を用いたアニメーション

Part 2 キャラクターアニメーション

第4章 キャラクターアニメーションの基礎

  • ●4.1 キャラクターの階層構造
  • ●4.2 インバースキネマティクスの利用
  • ●4.3 歩行のアニメーション
  • ●4.4 モーションキャプチャ
    • 4.4.1 モーションキャプチャの方式
    • 4.4.2 モーションキャプチャデータの利用（BVH形式）
    • 4.4.3 モーションリターゲッティング
    • 4.4.4 モーションブレンド
  • ●4.5 キャラクターモデルの変形
  • ●4.6 顔の表現
    • 4.6.1 顔のモデリング
    • 4.6.2 表情のアニメーション
    • 4.6.3 リップシンク
    • 4.6.4 顔のレンダリング
  • ●4.7 頭髪の表現
    • 4.7.1 曲面近似による表現
    • 4.7.2 細い曲線群を用いる方法
  • ●4.8 着衣の表現

第5章 キャラクターアニメーション技術の展開

  • ●5.1 キーフレーム編集手法
  • ●5.2 アニメーション編集手法
    • 5.2.1 パスの編集
    • 5.2.2 動作の誇張や動作に反映する感情の表現
    • 5.2.3 実例ベース手法の発展
  • ●5.3 群集の表現
    • 5.3.1 群集制御に関する基本的アイデア
    • 5.3.2 行動科学を用いた群集制御方法
    • 5.3.3 進化する群集表現手法
  • ●5.4 人工生物のアニメーション
    • 5.4.1 人工生物のリアルタイム表現
    • 5.4.2 人工生命的アプローチ
    • 5.4.3 自律行動モデルの発展

Part 3 アニメーションレシピ

第6章 物理ベースアニメーション

  • ●6.1 バネ−質点系モデルとその応用
    • 6.1.1 バネ−質点系の離散化方法
    • 6.1.2 バネ−質点系モデルのCGへの適用
    • 6.1.3 バネ−質点系モデルの得失
  • ●6.2 弾性変形モデル
  • ●6.3 衝突検

第7章 パーティクル

  • ●7.1 パーティクルに関する基本概念
  • ●7.2 パーティクル概念の拡張とさまざまな応用

第8章 手続き型モデル

  • ●8.1 手続き型テクスチャ
  • ●8.2 フラクタル
  • ●8.3 確率モデリング
  • ●8.4 ソリッドテクスチャとハイパーテクスチャ
  • ●8.5 手続き型モデルの得失

第9章 高機能レンダリング技術

  • ●9.1 レンダーマン
    • 9.1.1 レンダーマンのアーキテクチャ
    • 9.1.2 マイクロポリゴン
  • ●9.2 イメージベースレンダリング
    • 9.2.1 静止画像から3次元シーンを作る
    • 9.2.2 静止画像から光の分布をモデル化する
    • 9.2.3 イメージベースライティング
  • ●9.3 自然現象のリアルタイムアニメーション
    • 9.3.1 高速レンダリング技術
    • 9.3.2 ガス状流体とのリアルタイムインタラク
    • 9.3.3 リアルタイムアニメーション手法の展開