openvdbとは？初心者でも分かるオープンボリュームデータ入門共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

openvdbとは何か

openvdbは3Dの体積データを効率よく保存・操作するためのライブラリです。3Dの世界では煙や雲のように空間全体を表すデータを使います。通常の点の集合だけでは大きすぎるため openvdb は必要な部分だけを表現する仕組みを提供します。

英語表記は OpenVDB ですが日本語では openvdb と略して呼ぶことが多く、オープンソースとして公開されています。

仕組みの基本

ボリュームデータの格納 openvdb は大量の空間データをグリッドと呼ばれる小さな箱に分けて管理します。密度がある部分だけを保存する「疎なデータ構造」によりメモリを節約できるのが特徴です。

グリッドの組み合わせ 複数のグリッドを組み合わせて、煙の形状や風の動きを表現します。これにより複雑な3Dボリュームも扱いやすくなります。

よく使われる用途

映画やゲームの制作現場では煙炎雲などのボリューム表現に openvdb が活躍します。計算量を抑えつつリアルな見た目を作るのに適しているからです。

使い方のイメージ

実際には C++ や Python から openvdb の機能を呼び出してボリュームを作成します。密度や温度といった属性を設定し、別のデータと組み合わせたりファイルとして保存したりします。最初は小さなデータから触ってみるのがおすすめです。

代表的な特徴を表で確認

特徴	密度の高い部分だけを記憶する疎なデータ構造
用途	煙炎雲などの3Dボリュームの表現
言語	C++ と Python のバインディング
ファイル形式	.vdb 形式で保存

初心者へのアドバイス

公式ドキュメントを最初の学習リソース として活用しましょう。実例のチュートリアルを順番に追い、Python から始めて慣れたら C++ に進むのが無難です。コミュニティの情報も豊富なので、困った時には検索して解決策を探せます。

よくある質問

Q1 openvdb は誰が作ったのか などの基本的な疑問に答えます。OpenVDB は複数の機関によるオープンソースプロジェクトとして発展してきました。

本稿のまとめとして、openvdb は3D ボリュームデータを扱う際の強力な道具であり、正しく使えば美しい煙や雲の表現を現実的に再現できます。始めの一歩として公式ドキュメントを読んで、簡単なデモから試してみましょう。

実践的な小さな例

簡単な例として既知のフレームワークのデモを想定します。ボリュームを作って density を設定し、最初は単純な球状の領域を作ってみます。密度がある部分だけが保存されるのでメモリは軽く、表示は後の段階で他のツールへ渡してレンダリングします。

openvdbの同意語

OpenVDB: オープンソースのボリュームデータベースライブラリ。3Dの体積データを格納・処理するAPIとツールを提供します。
Open VDB: OpenVDBの別表記。意味は同じく『オープンソースのボリュームデータベースライブラリ』
Volumetric DataBase: Volumetric DataBaseの英語表記の一つ。3Dボリュームデータを格納・管理するデータベース的概念
Volumetric Database: 体積データを格納・管理するデータベースの一般表現。OpenVDBの基本思想に相当
Volumetric Data Library: ボリュームデータを扱うライブラリの総称。OpenVDBと同様の機能を提供するライブラリのこと
VDB: Volumetric DataBaseの略。OpenVDBの略称として使われることが多い
ボリュームデータベース: 3Dの体積データを格納・アクセス・更新するデータベース的概念
ボリュームデータ格納ライブラリ: 体積データを格納・参照する機能を備えたライブラリの表現
ボリュームデータ構造: ボリュームデータを表現・格納する内部データ構造の総称
体積データ: 3D空間での密度分布など、立体的なデータの総称。OpenVDBで扱われる主要データ
3Dボリュームデータライブラリ: 3Dボリュームデータを取り扱うためのライブラリの表現
OpenVDBライブラリ: OpenVDBの機能を提供するライブラリとしての表現

openvdbの対義語・反対語

閉じたOpenVDB: OpenVDBの反対語として、公開されておらず利用が制限される状態を指す表現。
クローズドソースOpenVDB: OpenVDBがオープンソースであることの対極として、ソースコードが公開されていない商用・閉鎖的なライブラリを示す表現。
非公開OpenVDB: 公開されていない、アクセス制限があるデータ処理ライブラリの概念。
秘密OpenVDB: アルゴリズムやデータが秘密にされ、一般公開されていない状態を表す表現。
独占OpenVDB: 特定企業や組織が独占的に提供・利用する形態を指す対義語。
閉鎖OpenVDB: 機能やデータが外部へ解放されておらず、使用に制限がある状態を示す表現。
オープンでないOpenVDB: 開放性が欠如しており、誰もが利用できない状態を指す表現。
商用ライセンスOpenVDB: 無料のオープンソース版と対比して、有料の商用ライセンス版を示す表現。
内部使用のみOpenVDB: 開放公開されず、内部用途のみに限定された状態を表す表現。

openvdbの共起語

OpenVDB: オープンソースのボリュームデータ処理ライブラリ。密度・カラーなどのボリュームデータを格納・操作するためのデータ構造とAPIを提供。
ボリュームデータ: 3次元空間の密度・カラー・温度などを表すデータ。OpenVDBはこうしたボリュームデータを効率的に格納・操作します。
ボクセル: 3Dの小さな立方体（体積ピクセル）で、ボリュームデータの基本要素です。
グリッド: OpenVDBでデータを格納する基本単位。複数のグリッドを組み合わせて1つのボリュームを表現します。
スパースボクセルオクトリック: Sparse Voxel Octree（SVO）。空間を階層的に分割してデータを効率的に格納する内部データ構造。
SVO: Sparse Voxel Octreeの略。OpenVDBの内部表現・説明でよく使われる用語。
レベルセット: 表面を表現する数学的手法。OpenVDBではレベルセットグリッドとして表現・操作されます。
ファイル形式: .vdbファイルはOpenVDBの標準ボリュームデータファイル形式です。
vdbファイル: .vdbはOpenVDBのデータファイル形式で、ボリュームを保存します。
PyOpenVDB: PythonからOpenVDBを操作するための主要なPythonバインディング（ライブラリ）。
Blender: Blenderなどの3DソフトウェアでOpenVDBのボリュームデータを読み込み・レンダリングする際に使われます。
Houdini: HoudiniはOpenVDBをサポートし、ボリュームの作成・編集に利用されます。
Pixar: OpenVDBを開発・公開した Pixar Animation Studios に由来するオープンソースライブラリ。
NVIDIA: OpenVDBのパフォーマンス話題やGPU関連の話題で言及されることがある企業名。
圧縮: OpenVDBは格納データを圧縮してメモリ使用量を削減します。圧縮方式や圧縮率が話題になります。
読み込み/書き出し: IO操作。.vdbファイルの読み込みと書き出しが主なデータの入出力です。
可視化: ボリュームデータを画面に表示するための可視化・レンダリング関連の話題。
ボリュームレンダリング: ボリュームデータを可視化するレンダリング手法。OpenVDBデータはこの用途で用いられます。
API: C++/PythonのAPIを使ってデータを作成・操作します。
C++ API: OpenVDBの低レベル実装にアクセスするためのC++向けAPI。
Python API: PythonからOpenVDBを操作するための高レベルAPI。
内部データ構造: OpenVDBが用いるデータ構造（例: Sparse Voxel Octree）に関する話題。
メモリ効率: スパース構造と圧縮により、メモリの使用を抑える設計思想。
空間分割: データを効率的に管理するための空間分割手法（例: octree/SVO）の話題。

openvdbの関連用語

OpenVDB: 3Dボリュームデータを効率的に表現・処理するオープンソースのライブラリ。疎な木構造を使い、大規模なボリュームを低メモリで格納・操作でき、IOや変換、フィルタリングなどの機能を提供します。
VDB: OpenVDB が扱うボリュームデータのファイル形式。拡張子 .vdb のファイルとして保存され、ライブラリでの入出力に用いられます。
Grid: OpenVDB の基本データ容器。各グリッドは特定のデータ型の値を格納し、ボリュームの一部を表現します。
FloatGrid: 浮動小数点値を格納するグリッド。密度や距離場、明るさなどを表現するのに使われます。
BoolGrid: 真偽値を格納するグリッド。マスク用途や有効/無効の判定に利用されます。
IntGrid: 整数値を格納するグリッド。ラベル付けやカテゴリ情報の格納に使われます。
Vec3fGrid: 3次元ベクトル（x, y, z）を格納するグリッド。色データや速度場、法線データなどに用いられます。
Voxel: グリッド内の最小単位となる立方体。座標と値を持ち、ボリュームの基本要素です。
IndexSpace: グリッド内部の座標系（ボクセル座標系）。
WorldSpace: 現実世界の座標系。距離や位置を実世界の単位で表します。
Transform: Index Space と World Space を結ぶ変換。スケール・回転・平行移動を扱います。
Tree: グリッドのデータを階層的に格納するデータ構造。OpenVDB のデータ表現の核です。
RootNode: ツリーの最上位ノード。全データの起点となります。
InternalNode: ツリーの内部ノード。子ノードへのポインタを持ち、階層を作ります。
LeafNode: ツリーの末端ノード。実際のデータ（グリッドの値）を格納します。
SparseGrid: データが存在する箇所だけを格納する疎な表現。大規模ボリュームを効率良く扱えます。
SDF / SignedDistanceField / Level Set: 表面を距離場として表現するグリッド。0を表面、正負で内部外部や距離を示します。
Density: ボリュームの濃度を表す代表的な値。体積レンダリングや体積表現の基礎となります。
MaskGrid: 有効／無効のマスクとして使われるグリッド。特定のセルを演算対象から除外します。
Resample: ボリュームの解像度を変更する操作。新しい格子サイズへデータを再配置します。
Regrid: Resample と同様に、別のグリッドサイズへ再配置する処理の総称。
Morphology: 形状を操作する処理の総称。膨張(Dilation)や収縮(Erosion)などを含みます。
Dilation: 膨張操作。ボリュームを周囲に広げる処理です。
Erosion: 収縮操作。ボリュームを内側へ縮める処理です。
PointsToVDB: 点データ（ポイントクラウド）をボリュームデータへ変換する機能。OpenVDB Points の機能群の一部です。
OpenVDB Points: 点データをボリュームへ変換・扱うための機能セット。座標点からグリッドを生成します。
IO / .vdb: .vdb ファイルの読み書き。データの保存・共有・交換に使われます。
VDBArchive: 複数のグリッドを1つのファイルに格納するアーカイブ機能。整理・配布を容易にします。
pyOpenVDB: Python から OpenVDB を操作するための API。データ処理の自動化や教育用途にも便利です。
Houdini: 人気のVFXソフト。OpenVDB を活用したボリューム処理を統合してサポートします。
Blender: オープンソースの3Dソフト。OpenVDB の読み書きやボリュームデータの取り扱いをサポートする機能があります。
MeshToVolume: ポリゴンメッシュをボリュームデータへ変換する処理。ボクセル化の一種です。
Voxelization: メッシュをボクセル表現へ変換するプロセス。解像度に応じてボリュームを形成します。
Interpolation / Sampler: グリッド内の値を外挿・補間する手法。典型的にはトリリニア補間などが用いられます。