鍋　潤太郎☆ハリウッド映像トピックス VESが特別セミナー『HDRIによるライティング・テクニック　最新レポート』 (09/25/2009)

映像ジャーナリスト鍋潤太郎の随筆による、ハリウッドＶＦＸ情報をいち早くお届けします。

VESが特別セミナー『HDRIによるライティング・テクニック　最新レポート』 (09/25/2009)

　米国ハリウッドのVFXの関係者による団体VESが9月18日、ビバリーヒルズのClarity Theater(現RealD本社)において、『HDRIによるライティング・テクニック　最新レポート』という特別セミナーを開催した。

　司会は全米公開中の映画『Gフォース（G-Force）』の監督であり、VFXスーパーバイザとしても有名なホイト・イエトマン(Hoyt Yeatman)氏。

　パネリストはハリウッド映画の最先端VFX現場で活躍する、そうそうたる顔ぶれであった。

　以下が当日参加したパネリストたちだ。

　【ポール・デベヴェック】(Paul Debevec), Associate Director, Graphics research USC ICT – Practical Image-Based Lighting

　【スコット・ストックダイク】（Scott Stokdyk）, VFX Supervisor - G-Force (Disney Pictures)

　【ボイド・シャーミス】(Boyd Shermis), VFX Supervisor - G.I. Joe – The Rise of Cobra (Paramount + Spyglass)

　【ジョナサン・リット】(Jonathan Litt), CG Supervisor – The Curious Case of Benjamin Button – (Digital Domain)

　【ステファン・ソネンフェルド】（Stefan Sonnenfeld）, President/Managing Director - Company 3

＜＜HDRIとは、イメージ・ベースドのための画像＞＞

　南カリフォルニア大学CG研究所（USC ICT)のポール・デベヴェック準教授が、UCバークレー時代にSIGGRAPH97でイメージ・ベースド・モデリングの手法を発表し、それがイメージ・ベースド・ライティング（以降、IBLと表記）へと発展して行ったのは皆さんもご存知の通り。
　イメージ・ベースドと言うからには、その源になる画像が必要になる訳だが、それがHDRI（ハイ・ダイナミックレンジ・イメージ）だ。

＜＜試行錯誤のHDRI効率利用＞＞

　ハリウッドのVFXスタジオでは、SIGGRAPHで発表された最新論文をすぐさま実制作に応用するのが主流であり、映画は「ステュワート・リトル」 (1999)や「パールハーバー」(2001)等でIBLを利用したライティング・テクニックが採用され始めたのを皮切りに、現在ではスタンダードな手法として定着しつつある。

　そうは言っても、HDRI画像の効率的な生成方法や、効力を最大限に引き出す使用方法は依然として試行錯誤の中にあるのも事実だという。

　この日のプレゼンテーションでは、HDRIを使用したライティング・テクニックが生まれた過程、映画での使用例、ポストプロ段階での利点など、多岐に渡るプレゼンテーションが展開された。

　この日はパネラーが５人と多く、１人の持ち時間が15-20分程度と限られていた事もあり、要点を簡潔にまとめた内容となった。

＜＜IBLの生みの親、ポール・デベヴェック氏がHDRIの基本概念を説明＞＞

　イメージ・ベースド・ライティングの生みの親、南カリフォルニア大学CG研究所（ Associate Director, Graphics research USC ICT）のポール・デベヴェック準教授は、「Practical Image-Based Lighting」と題し、HDRIの基本概念と自身の研究開発の歴史を、実際の使用例等を織り交ぜながら、わかりやすく簡単に解説した。

　HDRIは、幅広いダイナミックレンジの情報を持つ画像で、実写を様々な露光でキャプチャーした画像から生成する。

　このHDRIを使用したIBLとGI（グローバル・イルミネーション）の組み合わせは、旧来の点光源や並行光源だけのライティングと比較すると、画質が飛躍的に向上するのが何よりもの利点だという。

　IBLの作例として氏がSIGGRAPH99エレクトリック・シアターで発表した「Fiat Lux」は、制作当時はハイライト部分のチラ付き等の改善点が残されていたものの、これがIBLの礎となり、そのテクニックがハリウッド映画にも応用されて行くことになった。

　IBLの中で鍵となるのは、キーライトとなる部分の抽出だという。デベヴェック氏は、HDRI画像の中で、一定以上の明るさを持つ部分を抽出し、そこを光源と見なしてライティングの設定が行われる。

　その後、SIGGRPH2004のエレクトリック・シアターで発表した「The Parthenon」の中では、光源の移動に対応した研究成果も発表している。
　
　この作品ではパルテノン神殿が、太陽が日の出から日没に至るまで刻々と変化していく様子が見事に表現されているが、デベヴェック氏は「このパルテノンに降り注ぐ太陽ですが、実はマリナ・デル・レイでキャプチャーしたHDRIを使用しているのです」と解説、\"ローカルネタ\"で場内を沸かせ、プレゼンテーションを締め括っていた。

　※　デベヴェック氏については、いまさら説明するまでも無いと思うが、これまでの研究成果は[http://www.debevec.org/]で非常に分かり易く解説されているので、興味がおありの方は是非ともチェックされる事をオススメしたい。

＜＜ホイト・イエトマン氏、さまざまなHDRIへのアプローチを紹介＞＞

　続いてこの日の司会でもあり、「Gフォース」の監督ホイト・イエトマン氏は、「自然界が持つ光のダイナミック・レンジの幅は非常に広い。一方、CRTモニター上ではそのレンジの1/100程しか再現できない」とコメント。

　HDRIを使ったライティング手法は普及しつつあるが、肝心の『HDRIを生成する』という部分ではまだまだ試行錯誤が続いており、様々な方法が現場では試されているという。
　例えば、手動で露出を変えながら１枚１枚キャプチャーする方法もあれば、自動的にキャプチャーする機材もある。また、ミラー・ボールを使う事もあれば、魚眼レンズで撮影する事もある。

　映画の撮影で使用したセットから、HDRIをキャプチャーすることも多い。その際、照明セットの図面を作成し、CGでのライティングの参考にすることもある。
　これはロンドンのVFXスタジオFrameStoreの資料の１つだが、このように図面化する事を\"Documentation of Set Lighting\"と呼ぶそうだ。

　以上のように様々な方法が試行錯誤されているが、最終的な目標は、『HDRIから、いかに効率よくGIライトを生成するか』という事にある。

＜＜スコット・ストックダイク氏映画「Gフォース」でのHDRI利用事例を紹介＞＞

　スコット・ストックダイク（Scott Stokdyk, VFX Supervisor - G-Force (Disney Pictures）氏は、ソニー・イメージワークスにおける「Gフォース」におけるHDRIの使用例を紹介。

　政府の極秘エージェント「Gフォース」として活躍するモルモット達を描いたディズニーの最新作品だが、このリアルなモルモットのキャラクターのライティングでHDRIが活用された。

　この作品でのライティング・パイプラインは、

　①背景素材の撮影時におけるHDRIのキャプチャー、

　②セット撮影時のライティング下におけるHDRIのキャプチャー、

　③これらをCGライティングで使用、
　
　という流れで行われたという。

　その中でも最大のチャレンジは、『モルモットのキャラクター達が本物に見えるよう「リアル・ワールド（現実世界）」に限りなく近いCGライティングを施す事』にあったという。

＜＜「Gフォース」で利用したHDR-Camが登場、会場で実演＞＞

　ソニー・イメージワークスがHDRIによるIBLを最初に採用した映画は「ステュワート・リトル」(1999)だった。それから「スパイダーマン」３作シリーズや今回の「Gフォース」へと序所にテクニックを発展させていったという。

　「Gフォース」では、この日会場ロビーでも展示されていたHDR-Cam(本レポートの末尾で紹介)を使用して、HDRIを生成した。

　これは、そのHDRIのサンプル画像だが、このカメラを使用する事によって、このように膨大な数の画像を用意する事が出来た。

　色味に正確を期す為、カラーチャートを撮影したりもしている。これはHDRI生成時のカラーコレクションで使用する。

　ライティング作業でのチャレンジは、アーティステック面でのディレクションに対し、フレキシブルに応じるのがまだ難しい事、そしてカメラが動いた場合の対策、などが課題だった。

＜＜レンダーマンでHDRIレンダリングを実施＞＞

　この作品のレンダリングはレンダーマンで行った。

　まず最初に、HDRIからキーライトを抽出する。これは、明るい部分を\"extract\"してそこからライトを生成する。逆に、HDRIから明るい部分を削除して、更に大きくボカし、それをアンビエント・マップとして使用。

　セット撮影から良いライティング結果を得る為には、撮影セットのライティングを如何に効率よくHDRIに\"キャプチャー\"するか、そして出来上がったHDRIから「良いキーライト」を抽出するか、の２点に掛かっているという。

＜＜ボイド・シャーミス氏、「GIジョー」のハイライト・シーンを上映しながら説明＞＞

　「GIジョー」のVFXスーパーバイザー、ボイド・シャーミス氏(Boyd Shermis), VFX Supervisor - G.I. Joe – The Rise of Cobra (Paramount + Spyglass)は、まず７分余りのハイライト・シーンを集めたデモ映像を見せ、余った時間でプレゼンテーションを行った。その所為もあって、講演は非常に手短となった。

　氏は、開口一番、HDR-Camをベタ褒め。「宣伝する訳ではありませんが、HDR-Camのパッケージは素晴らしいです。」

　「GIジョー」のVFX作業では、このカメラ・システムから生成したHDRIを各VFXベンダー間で共有する事で、ライティングの水準や仕上がりの統一感等を一定レベル以上に保つ事に成功したという。

　HDRIはデジタル・エンバイロメント（背景をデジタルで再構築、もしくは全て再構築する事）の生成でも活躍している。

　この作品ではバトル・シーンで膨大なデジタル・エンバイロメントを作った。例えば、飛んで来るミサイルを避けながら走るGIジョー達の背景の街や地面等は、実写プレートではなくフル・デジタルで再構築されたデジタル・エンバイロメントに差し替えて最終合成された。

　HDRIを使用する事で、幅広いダイナミックレンジを持つエンバイロメントの生成が可能だ。これは空の太陽の部分や、CGの車やヘルメットのシールド部分の映り込み等で効力を発揮した。

　ガラス張りビルの破壊シーンでは、沢山のガラスの破片が画面を覆うが、ここでもHDRIを使用したライティングがリアリティを増すのに貢献している。

　また、エッフェル塔の倒壊シーンでも、太陽光下での各部品の見え具合がよりリアルにライティングする事に成功した。

＜＜ジョナサン・リット氏「ベンジャミン・バトン」でのHDRI使用例を解説＞＞

　デジタル・ドメインのCGスーパーバイザー、ジョナサン・リット(Jonathan Litt), CG Supervisor – The Curious Case of Benjamin Button – (Digital Domain)氏は、「ベンジャミン・バトン」におけるHDRI使用例を解説した。

　この作品のVFXショット数は約350あり、HDRIを使用して作ったデジタル・エンバイロメントは100以上にも及んだという。

　主なVFX作業は、デジタルによる俳優ブラット・ピットの顔の「エイジング（老化）」、そして他の俳優の体にそのデジタル・ヘッドを合成するという事だった。

　デジタル・ヘッドは世代別に３種類用意され、自然なライティングをコントロール出来るようにPBR(フィジカル・ベースド・ライティング/物理的に正しく計算するライティング）を採用、メンタルレイでレンダリングを行った。

　実際に使用したHDRIのLatlong(展開した状態）のサンプル集をご紹介したい。これらのHDRIは2006-2007年の間に、ロケ地であるニューオリンズ、モントリオール、そしてLAでキャプチャーされたもの。

　この時は、魚眼レンズで画角120度づつ撮影した３枚の画像から１枚のHDRIを生成した。
　また、特種メイク・アーティストのリック・ベイカー氏と辻　一弘氏が作った実物大の非常にリアルなマケット（シリコン製の実物代モデル）に照明を当てて、CGライティング時の参考にした。

　Nukeアーティストは、HDRIを使用して構築したデジタル・エンバイロメントを使って、ベンジャミンの顔面レンダリングをほぼリアルタイムでチェックする事も出来た。Nukeユーザーの方はおわかりだと思うが、Nukeの３D機能はこういう時に便利だ。

　我々が感じたHDRIのリミテーション（制約）は、ライトの位置が固定になってしまう事だろう。そして、色の調整は３Dアプリケーション上ではなく、Nuke上の２Dでしか行えなかったという事もある。

　例えば、ベンジャミンが広い部屋を車椅子で動き回るシーンがあるが、ここでは顔面にあたるライトが変化していくので、様々な裏技を用いて処理した、大変なシーンだった。

＜＜Company 3の代表、ステファン・ソネンフェルド氏、ポストプロの立場からHDRIを語る＞＞

　Company3 の代表者、そしてカラリストであるステファン・ソネンフェルド（（Stefan Sonnenfeld）, President/Managing Director - Company 3）氏のプレゼンは、他のパネラーとは異なり、DIでカラーコレクションを行うポスト・プロダクションの立場から、HDRIを語るというユニークな切り口だった。

　Company３は映画「Gフォース」のカラーコレクションを手掛けた。ソネンフェルド氏によれば、VFXショットを手掛けるカレーコレクションの現場は、HDRIがVFX作業で使用されるようになってから、かなりフレキシブルになったという。

　カラーコレクションで大切なのは、元素材が広いダイナミックレンジを持っている事。HDRIのテクニック普及以前は、VFXショットの処理には何かと苦労も多かったが、普及後はポスプロでも作業環境が整ってきた。

　映画の場合、ポスプロでのDIやカラーコレクションでは、後処理でコントラストや明るさを調整しなければならない場合も多く、そんな時に元素材が幅広い情報量を持っているとフレキシブルな調整が可能となる。

　HDRIを利用してレンダリングや合成が行われたVFXの素材の場合、ハリウッドのVFXスタジオでは32bitのexrでやりとりされ、最終的にDI の為にポスプロに持ち込まれる際はdpxで納品されるのが一般的。これらのフォーマットはダイナミックレンジが大変広い為、カレーコレクションを行う時にも制約が少ない。

　『例えば、明るく「白く飛んで」いる部分の中にも、きちんとディテールが残っている。逆に暗い部分も、ただの黒ではなく細かい情報が残っており、これらはカラーコレクションの中では大変重要な要素だ』とソネンフェルド氏は締めくくった。

＜＜ゲーム制作にも浸透するHDRI利用＞＞

　この日の参加者は各VFXスタジオのスーパーバイザ、そしてライティングやコンポジット等HDRIに関わる職種の顔ぶれの他に、ゲーム会社のプロデューサーや大学の先生など、さまざまな顔ぶれと幅広い年齢層だった事が印象的だった。

　映画『Gフォース』で実施のHDRIキャプチャーに使用された、専用のデジタル・カメラシステム「HDR－Cam」の実物がロビーに展示され、参加者の注目を浴びていた。

　これは４台のデジタル・カメラ＆魚眼レンズを１つのカメラボディにマウントしたもので、タッチ・パネル式のコントロール・パネルと関連ソフトが付属している。

　このカメラ・システムは、20段階の露光によるHDRIを30秒間で自動キャプチャーする事が可能で、「Gフォース」「GIジョー」「Surrogaes」「Prince of Persia」「ナルニア国物語／第2章：カスピアン王子の角笛」「The Ruins」「ベッドタイム・ストーリー」「鉄ワン・アンダードッグ」のVFXで使用された実績を持つ。

　現在のところ、レンタルのみで、販売は行っていないという。

　詳細は[www.hdr-cam.com] をご参照あれ。

※VESについて
　VESは「Visual Effects Society」の略で、日本語で言うと「米視覚効果協会」という事になろうか。

　VESは、Academy(米国映画芸術科学アカデミー）、ASC（米撮影監督協会）, PGA（米製作者協会）、DGA（米脚本家教会）等と並ぶ、ハリウッドの数ある映画ギルドの１つとして認知されている。

　ハリウッドを中心とする映画＆テレビ等の映像業界におけるビジュアル･エフェクツ（VFX）、つまり視覚効果産業に従事するプロフェッショナル達で構成される、「VFXのプロの、プロによる、プロの為の協会」である。

　協会の設立は97年。現在の会員数は海外のメンバーも含めて1600人以上という規模を誇る。メンバーは年々増え続けており、世界最大規模のエフェクト業界のギルドである。

　会員になるには、最低５年間の現場経験を有する事が条件とされている。しかも入会の際には現役会員２名の推薦＆署名が必要とされ、最終的には年２回だけ行われる理事会の承認が得られないと正式には入会出来ない。それ故に、会員は世界のＶＦＸ界において活躍しているプロばかりで構成されている。

　VESは、メンバーを対象とした技術検討試写会やセミナーを頻繁に実施しており、今回もその一環だ。VESはこのほか、VFX業界での「人材育成」や「最先端技術や知識の共有」にも力を注いでいる。

　今回報告したセミナーはVES会員は参加費無料だが、Academy、ASC, PGA、DGAのメンバーも$10を支払う事で参加出来る。映画関連のギルド全体を対象とした『お勉強会』という位置づけ。参加は事前予約制となり、当日はほぼ満席という盛況ぶりだった。