マルチパスレンダリングとは？初心者向けの基礎と使い道をやさしく解説共起語・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）

マルチパスレンダリングとは

マルチパスレンダリングとは一枚の絵を作るときに、複数のパスと呼ばれる描画の段階を重ねて最終的な画像を作る技術です。通常の描画では一度の計算で色や形を決めますが、マルチパスレンダリングでは光の影響や質感を別々のパスとして順番に計算します。中学生にもわかりやすくいうと、絵を描くときに影の部分や光の反射を別々に作ってから最後にまとめるイメージです。

この方法の目的は、光の挙動を詳しく再現し、後から微調整をしやすくすることです。結果として現実の世界に近い見た目を再現でき、色味の調整や陰影の強さを編集しやすくなります。

注意点として、パスを増やすほど計算量が増え、処理に時間がかかることがあります。リアルタイムで表示する必要があるゲームやインタラクティブなアプリでは、パスの数を制限したり簡易的な近似を使うことが多いです。

主なパスの例

パス	説明
ジオメトリパス	形状や表面の基礎情報を作るパス
ライティングパス	光源からの光の影響を計算するパス
シャドウパス	影の形状と濃さを別々に決めるパス
反射パス	鏡面反射や環境反射などを分離して扱うパス
表面ディテールパス	テクスチャや細かい表現の情報を組み合わせるパス
ポスト処理パス	色調整やブラーなどの後処理を行うパス

実際の活用例

映画のCG作成やビデオゲームのレンダリングでよく使われます。例えば夜の街を描く場合、ライティングパスとシャドウパスを分けることで光源の位置を動かしても影の形を壊さず、色味も別管理できます。さらにポスト処理パスで全体のトーンを整えると現実的な雰囲気が生まれます。

初心者向けの学習の進め方

ステップ1 ジオメトリパスの基本を理解する。形を作るしくみを知ることが土台になります。

ステップ2 ライティングパスとシャドウパスを分けて描画してみる。照明の位置や色を変えたときの違いを観察します。

ステップ3 ポスト処理パスを使って全体の色味やコントラストを整えることで一枚の絵としての完成度が上がります。

リアルタイムのレンダリングではパスの数をコントロールすることが大切です。近年はGPUの進化により複数のパスを同時に処理できるようになりましたが、最適化を怠るとフレームレートが落ちる原因になります。

この技術を学ぶ際にはオンラインの教材やサンプルコード、実際のゲームエンジンのレンダリングパイプラインを観察するとよいです。最初はパスの概念だけを覚え、徐々に実装のステップを追っていくと理解が深まります。

まとめ

マルチパスレンダリングは現代のCG作成に欠かせない手法です。複数のパスを使って光と色を分離して考えることで、よりリアルで美しい絵を作ることができます。初心者はまずパスの役割を覚え、簡単なシーンから始めて段階的に挑戦すると良いでしょう。

マルチパスレンダリングの同意語

マルチパスレンダリング: 1つの画面描画を、複数の描画パス（処理ステージ）に分けて行い、最終的に合成して完成させるレンダリング手法。影響を受ける要素を分離して品質を高めるのが狙いです。
多パスレンダリング: 複数のパスを使って描画を進め、各パスの結果を組み合わせて最終画像を作る手法。マルチパスの別表現として用いられます。
複数パスレンダリング: 画面を複数の描画パスで処理して合成する方式。光源処理や後処理を分割して実装することが多いです。
複数経路レンダリング: 描画を複数の経路（パス）に分け、それぞれを独立して算出した後に合成する方法。品質向上のために用いられます。
多段階レンダリング: 描画を複数の段階に分けて実行する手法。段階ごとに効果を適用し、最終画像を組み立てます。
パス分割レンダリング: 描画を複数のパスに分割して個別に計算し、最後に合成する方法。
パスベースレンダリング: パス（視線の走査路など）に基づいて段階的に描画を行い、パスごとの結果を合成するレンダリング手法。
多重パスレンダリング: 同じ意味の表現で、複数のパスを重ねて描画すること。マルチパスとも言われます。
複合レンダリング: 複数のパスの結果を重ね合わせて1枚の画像に仕上げる方法。

マルチパスレンダリングの対義語・反対語

シングルパスレンダリング: 1回のレンダリングパスだけでシーンを描画する手法。マルチパスレンダリングの対義語として用いられ、処理を単一パスに集約することで計算量を抑える利点がある。一方で複雑なエフェクトの再現には限界が生じやすい。
ワンパス描画: 同義の表現。1回の描画パスで全体を描く手法を指す。
単一パス描画: 「シングルパス描画」と同義。1つのパスだけで描画を完結させる手法。
ワンパスレンダリング: シングルパスレンダリングの別表現。1パスで描画することを意味する用語。
1パス描画: 1パスで描画を完結させる手法を指す表現。形式としては口語寄りで、技術文書でも使われることがある。

マルチパスレンダリングの共起語

レンダリングパス: 描画を分割して処理する各段階。マルチパスレンダリングでは、影処理やライティング、後処理を別のパスとして実行します。
パス分割: 複数のレンダリング段階に分ける設計思想。各パスで異なる処理を適用します。
ポストエフェクト: 最終画像に適用される後処理（ブラー、カラーグレーディング、DOF など）。
合成: 複数のパスの結果を1つの最終画像として組み合わせる作業。
G-buffer: Deferred shading で使われる中間バッファ群。色・法線・深度などを格納します。
ディファードレンダリング: ライティングを後段パスで行う手法。複数パスを使う構成の一つ。
フォワードレンダリング: 光源計算を描画時に行う従来型のレンダリング。ディファードとの対比。
シャドウマップ: 影の描画用マップ。複数パスで影の表現を分離します。
ライティング: 光源の計算と陰影の適用。マルチパス環境では複数のライトを個別パスで処理することがあります。
テクスチャ: 表面へ画像データを適用する手法。パスごとにテクスチャを切り替えることも。
シェーダー: GPU上で実行されるプログラム。頂点・フラグメント（ピクセル）シェーダーを組み合わせ、複数パスで異なる処理を実装します。
フレームバッファ: 各レンダリングパスの出力を格納するオフスクリーンのバッファ。パス間のデータ受け渡しに使います。
オフスクリーンレンダリング: 画面外のバッファへ描画して、後で合成する手法。
ブレンディング: パス同士の出力を合成する際の透明度処理。
グローバルイルミネーション: シーン全体の間接光を表現する大枠の概念。複数パスで計算されることが多い。
Ambient Occlusion (AO): 周囲遮蔽の効果。陰影の深さ表現を改善します。
MSAA / アンチエイリアシング: エッジのギザギザを低減する技術。マルチパスの後処理として使われることも。
FXAA / SMAA: ポスト処理型のアンチエイリアシング。最終パスで適用します。
HDR / 色域管理: 高ダイナミックレンジや色空間の管理。複数パスの合成で重要。
レンダリングパイプライン: 描画の全体流れ。頂点処理、ラスタライズ、フラグメント処理、出力までの工程。
タイルレンダリング: 画面をタイルに分割して効率良く処理する手法。大規模パスに有効。

マルチパスレンダリングの関連用語

マルチパスレンダリング: 複数の描画パスを順番に実行して結果を合成する描画手法。各パスでジオメトリ情報の取得、ライティング、ポスト処理を分離することで、品質向上や表現の柔軟性を高めます。
フォワードレンダリング: 光源を1つずつ計算して最終カラーを得る描画方法。複数パスを組み合わせて実装することもあり、マルチパスレンダリングの一形態として用いられます。
デファードレンダリング: ジオメトリ情報をG-Bufferに格納し、後続のライティングパスで光源計算を行う描画技法。ライト数が多いシーンで効率的です。
G-バッファ: ジオメトリ情報（アルベド、法線、深度、マテリアル特性など）を格納するための複数のレンダリングターゲット。
ジオメトリパス: シーンのジオメトリ情報を収集してG-Bufferに書き込む最初のパス。
アルベドパス: 表面の基本色（拡散成分）を抽出してG-Bufferへ格納するパス。
ノーマルパス: 表面の法線情報を取り出して向きの計算やマテリアル処理を支えるパス。
ディフュースパス: 拡散反射成分を分離して計算するパスで、表面の色を正しく再現するのに用いられます。
スペキュラーパス: 鏡面反射成分を分離して計算するパス。
ライティングパス: G-Bufferを基にライティングを実行し、最終的なカラーを決定するパス。
ポストプロセスパス: ブラー、カラーグレーディング、色補正、露出調整などを最終画像に適用する追加パス。
トーンマッピング: HDRの色域を表示機器の可視レンジに適切に変換する処理。
HDRレンダリング: 高ダイナミックレンジの色データを扱い、より広い明るさレンジを表現するレンダリング。
MSAA: マルチサンプル抗鋭化。サンプルを複数回取ってエッジを滑らかにする技術。
FXAA: 画面全体に適用するポストプロセスベースのアンチエイリアシング。
TAA: 時間的再サンプリングを利用してエイリアシングを低減する手法。
シャドウマップ: 光源とオブジェクト間の影情報を記録するテクスチャ。陰影の計算に使われます。
MIS: Multiple Importance Sampling。複数のサンプリング手法を組み合わせてノイズを低減する技術。
パストレーシング: 光の経路を複数回サンプリングして全体照明を計算するモンテカルロ法のレンダリング。
双方向パストレーシング: 光源側と視点側の両方から光路を追跡して、少ないサンプルで効果的に全体照明を求める手法。
フォワード+レンダリング: フォワードレンダリングの発展形で、複数のパスを組み合わせてライト計算を行う手法。
デプスパス: 深度情報だけを抽出して陰影計算やポスト処理の基準にするパス。
グローバルイルミネーション: 光が間接的に物体へ影響する全体的な照明効果を表現する技法群。
レンダリングターゲット: オフスクリーンに描画するための画像バッファ。