応用情報技術者 2021年秋期午前2 問25

問題文

コンピュータグラフィックスに関する記述のうち、適切なものはどれか。

選択肢

ア：テクスチャマッピングは、全てのピクセルについて、視線と全ての物体との交点を計算し、その中から視点に最も近い交点を選択することによって、隠面消去を行う。

イ：メタボールは、反射透過方向への視線追跡を行わず、与えられた空間中のデータから輝度を計算する。

ウ：ラジオシティ法は、拡散反射面間の相互反射による効果を考慮して拡散反射面の輝度を決める。（正解）

エ：レイトレーシングは、形状が定義された物体の表面に、別に定義された模様を張り付けて画像を作成する。

コンピュータグラフィックスに関する記述のうち、適切なものはどれか【午前2 解説】

要点まとめ

結論：ラジオシティ法は拡散反射面間の相互反射を考慮し、正確な輝度計算を行う手法です。
根拠：ラジオシティ法は光の拡散反射をモデル化し、面ごとの輝度を連立方程式で求めるため、リアルな間接照明表現が可能です。
差がつくポイント：レイトレーシングやテクスチャマッピングとの違いを理解し、各手法の特徴と用途を正確に区別できることが重要です。

正解の理由

選択肢ウは「ラジオシティ法は拡散反射面間の相互反射による効果を考慮して拡散反射面の輝度を決める」と述べています。これはラジオシティ法の本質を正しく表現しており、光の拡散反射を面単位で計算し、間接光の影響を反映するため、正解です。

よくある誤解

テクスチャマッピングと隠面消去を混同しやすいですが、テクスチャマッピングは模様の貼り付けであり、隠面消去は別の処理です。レイトレーシングは模様貼り付けではなく光線追跡による画像生成手法です。

解法ステップ

各選択肢の用語の意味を正確に理解する。
テクスチャマッピングは模様の貼り付けであり、隠面消去とは異なることを確認。
メタボールは形状表現の一種であり、輝度計算の方法とは異なることを把握。
ラジオシティ法は拡散反射面間の光の相互反射を計算する手法であることを確認。
レイトレーシングは光線追跡による画像生成であり、模様貼り付けではないことを理解。
正しい説明をしている選択肢を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア：テクスチャマッピングは模様を貼り付ける技術であり、隠面消去は視線と物体の交点計算で行うが、テクスチャマッピング自体の説明としては誤り。
イ：メタボールは形状表現の技術であり、輝度計算の方法とは直接関係しない。視線追跡の有無は説明として不適切。
ウ：正解。ラジオシティ法の特徴を正確に述べている。
エ：レイトレーシングは光線追跡による画像生成手法であり、模様貼り付けはテクスチャマッピングの役割であるため誤り。

補足コラム

ラジオシティ法は主に拡散反射面の間接光を計算するため、リアルな室内照明のシミュレーションに適しています。一方、レイトレーシングは鏡面反射や屈折などの光学現象を扱い、リアルな反射や影の表現に強みがあります。テクスチャマッピングは3Dモデルの表面に画像を貼り付ける技術で、見た目の詳細を増やすために使われます。