コンピュータグラフィックス

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コンピュータグラフィックス(Computer Graphics、CG)はコンピュータを用いて画像を作成すること、およびその画像である。

概要

CGは、主に3D CG（三次元コンピュータグラフィックス）と、2D CG（二次元コンピュータグラフィックス）に大別される。しかしながら、2D,3Dの区分は方法論としての区分(作成のプロセスによる区別)で、作品としてのCGは、2D、3Dのどちらかで創られたと単純に大別は出来ず、3Dの手法で創られた画像を2Dの手法で加工したり、2Dで描いた絵の上に3Dで作った画像を合成したり、と言ったことは頻繁に行われている。

CGは、ノイズのない鮮やかな色彩、修正や編集の容易さ、などを提供し、3Dにおいてはコンピュータシミュレーションによるリアルな映像、滑らかなアニメーション、実際に撮影セットを作らなくてもよいことによる非現実的な映像が可能であることなどを特徴とする。映画「トイ・ストーリー」はフル3DCGで作成された初の劇場用長編と銘打って公開されたが、現在では映画に限らずテレビコマーシャル映像やイラストレーション、漫画などあらゆる画像・映像製作に使われる一般的な方法として定着した。実写による映像もコンピュータによって調整が行われることも珍しくない。多くの長所があるCGであるが、安易に用いると製作者の持ち味が失われてしまう危険性も同時にはらんでいる。

コンピュータグラフィックス、CGといった呼称は、英語圏においてはコンピュータによってレンダリングされたグラフィックス、多くは所謂3DCGを指す。

2DのCGイラストは同様に（コンピュータ）ドローイングなどと呼ばれるため、日本ではCGイラスト（CGイラストレーション）などといった造語が慣用的に用いられ定着しているが、英語圏においてCGイラストを指して「CG」「コンピュータグラフィックス」などと言うと訝しがられる事もあり、注意が必要である。

3Dコンピュータグラフィックスは、一般的にフォトリアリスティックな表現や視点を変更が可能なこと、モデルを一度組めばアニメーションさせやすいことなどが長所である。3次元グラフィックスの製作プロセスは、形状データを作成するモデリングと形状データから最終的な画像を出力するレンダリングに大別され、レンダリング技術にはスキャンライン、レイ・トレーシング、ラジオシティなどがある。 またフォトリアリスティックとノンフォトリアリスティックに分かれる。前者は限りなく精密に、写真と見紛うようなリアルなものを追求し、後者は逆に鉛筆や絵の具で描いたような画像を作る。ノンフォトリアリスティックな画像生成は1998年頃からSIGGRAPH(シーグラフ)で流行りだし、一方、従来から研究されているフォトリアリスティックな画像生成は、近年は実写と上手に合成するイメージベースドレンダリング、レイトレーシング法を改良したフォトンマッピングなど、さらに研究が進められている。 立体的な表現であっても、2次元グラフィックスの編集ソフト(Adobe PhotoshopやPainter等)で制作した画像は2次元グラフィックスとされるが、3DCGとして製作し、出力された画像をPhotoshop等のソフトウェアで編集することはよくある。

CGの種類

2DCG

2DCGは、一言で言うと「コンピュータを使って描く絵」（コンピュータドローイング）で、写真修正や画材表現に適した画素ベースのビットマップグラフィックと、ロゴデザインや設計などに適したベクトルベースのベクトル（ドロー）グラフィックに分かれる。 さらに、ビットマップグラフィックは、従来暗室などで行っていたような写真の修整や合成を主とするフォトレタッチと、筆や画材をコンピューター上で再現したように手で描くペイントグラフィックのふたつに大別される。イラストレーターや漫画家の効率化と表現の拡大に貢献しているのは、2DCGだ。 詳細は2次元コンピュータグラフィックスの記事を参照

3DCG

3DCGは、コンピューターに、物体の形状・カメラの向きと画角と位置・光源の強度と位置・などの情報を入力して、コンピュータ自身にプログラムで画像を計算させる手法を言う。人間が手で描く必要がなく、カメラの位置を少しずつ変えたり物体の位置を変えたりするだけで、いったん創った情報から異なる画像を大量に作り出すことが出来るため動画に向いており、近年の映画のリアリティ向上に多大な貢献を行っているのが、この3DCGだ。またゲームなどでは主人公に360度の視界を持たせることができるなど利点が多く、多用されている。3D CGも最終的な出力先はディスプレイモニターでありスクリーンであり、つまるところ二次元(2D)だが、3DCGとは作成時に持っている情報が三次元(3D)なのである。 詳細は3次元コンピュータグラフィックスの記事を参照

CAD

CADは、厳密には3DCGの一種ではあるが、映像作品としての芸術性は少なく、建築物や商品の設計デザインなどの用途で使用される、工業用ソフトウェアを指す。特に、モデリング段階を重視した作業であり、非常に精密なモデリングを行う技術が求められる。ビルや住宅の設計イラストや、レーザーカッターで加工する際の設計データなどは、CADソフトを使って制作される。

ムービー

ムービーとは、動画のこと。Adobe社のプレミアなど、動画を扱う専用ソフトで編集する。特殊効果には、同じくAdobe社のアフターエフェクトなどが、よく使用される。

歴史

本格的にコンピュータ・グラフィックスが映画に採用されたのは「TRON」からだと言われているが、日本でも1980年代始めに大阪大学工学部大村皓一助教授（当時？）の研究する並列処理コンピュータLINKS-1を使ったメタボールによるモデリングを利用した「ゴルゴ13」など、比較的古くから活用されていた。「オレたちひょうきん族」のオープニングや、アニメ・「タイムボカン」のタイムスリップのシーンなども有名である。

初期にはコストが高かったため、コンピュータ・グラフィックス風の斬新なイメージを求めて実写合成などを行った「ニセCG」というものも存在した。たとえば、ジョン・カーペンター監督による『ニューヨーク1997』で、グライダーが夜間飛行をするシーンのモニタにうつる映像は、CG風ではあるが、実はリスフィルムによる実写合成である。この手法はテレビコマーシャルなどでも多用された。黎明期ならではのできごとである。

かつてはSGIなどの高性能ワークステーションや専用のレンダリングサーバ、時としてスーパーコンピュータなどを用いてレンダリング処理を行っており、大変コストがかかるものであった。その後、パソコンの高性能化に伴い、安価で高性能なパソコンを使って分散レンダリングを行う方法が主流となってきている。例えば「タイタニック」や「ジュラシック・パーク」などでは、レンダリング専用マシンの他に、業務用パソコンを就業時間後にレンダリングに転用することで効率化を図っている。

レンダリングによりあらかじめ一枚一枚の画像を作り、繋げて映像化したものをプリレンダリング映像という。現在の映画はすべてこの方法によるものであるが、ゲーム機ではリアルタイムのレンダリングによる映像の提供も進んでいる。

一枚ずつセルに絵の具（アニメカラー）で彩色する工程を踏んでいたアニメーション制作にも、コンピュータ彩色（閉じたエリアに色を流し込む）の導入で、効率化が図られている。

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