pbrマテリアルとは？初心者が知る基本と使い方共起語・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）

pbrマテリアルとは？

pbrマテリアルは、コンピューターの世界で「現実世界の光の動き」を再現するための考え方と素材データの集まりです。PBRはPhysically Based Renderingの頭文字を取ったもので、日本語では「物理的に基づく描画」と訳されます。つまり、物体の色や質感が光とどう相互作用するかを、現実世界の物理法則に近い形で再現します。

この考え方を使うと、同じマテリアルでも照明の当たり方を変えても、自然な見え方を保つことができます。例えば、金属は反射が強く、プラスチックは拡散反射が中心、木材は粗さによって光の当たり方が変わる、など。

実際のゲームや映画の3Dモデルでよく使われているため、3Dソフトウェアやゲームエンジンを触る人には欠かせない考え方です。

基本となるマップとその役割

マップ	役割
ベースカラー/アルベド	物体の基本の色を表します。
メタリック	金属かどうかを決める指標。0.0は非金属、1.0は金属っぽく見えます。
ラフネス	表面の滑らかさ。低いほど反射が鋭く、高いほど拡散します。
ノーマルマップ	表面の微細な凹凸を視覚的に追加します。
AO（アンビエントオクルージョン）	陰影を自然にする補助情報です。

実世界の例でイメージをつかもう

例えば、ピカピカの金属ボールとつやのない木のボールを同じ部屋の照明で見ると、金属は強く反射し、木は光を拡散して優しく見えます。この違いは、ラフネスとメタリックの値の組み合わせで決まります。

pbrマテリアルは現実の光の挙動をデータとして表現するので、光源の位置や強さを変えても、品質の高い見え方を保つことができます。したがって、初心者が3Dを学ぶときにはまずこの基本セットを使い、徐々にノーマルマップやAO、金属・粗さの調整に慣れていくと良いでしょう。

初心者が押さえるポイント

1. ベースカラーは物体の主な色。自然光の下で見たときの雰囲気を決めます。

2. メタリックは金属かどうかを表す指標。0.0なら非金属性、1.0に近いと金属っぽく見えます。

3. ラフネスは表面のツヤの程度。低いと鏡のように反射が鋭く、高いと光が広がって見えます。

4. ノーマルマップは表面の微小な凹凸を表現します。実際の形は変えずに表面の凹凸感だけを追加します。

5. AOは影の濃さを自然にする補助情報です。光が当たらない部分の濃さを調整します。

よくある疑問

Q: どうして同じ素材でも照明で見え方が変わるの？

A: PBRは光の反射と拡散を現実の法則に近い形で計算するからです。光の方向、素材の性質、表面の粗さなどが影響します。

実践の流れ（初心者向けの使い方の一例）

1. ベースカラーを設定します。自分が表現したい色を決め、部屋の照明下での色味を想像します。

2. メタリックを0.0〜1.0の範囲で調整します。金属っぽさを強くしたい場合は1.0に近づけます。

3. ラフネスを調整して表面のツヤを決めます。鏡のように反射させたい場合は低く、拡散感を出したい場合は高くします。

4. ノーマルマップを追加して、細かな凹凸を表現します。実体は変えずに光の反射を細かくコントロールします。

5. AOを微調整して、陰影の深さを自然に整えます。これだけで写真（関連記事：写真ACを三ヵ月やったリアルな感想【写真を投稿するだけで簡単副収入】）のような奥行き感が出ます。

実際のソフトウェアでは、これらのマップを組み合わせた「マテリアル」を作成し、オブジェクトに割り当てます。初めはシンプルな素材から始め、段階的にパラメータを触っていくと理解が深まります。

まとめ

pbrマテリアルは現実世界の光の挙動を模倣する素材データと描画手法の組み合わせです。ベースカラー、メタリック、ラフネス、ノーマル、AOといった主要パラメータを使って、光源の下でも自然でリアルな質感を再現します。初心者はまず基本を覚え、表現を少しずつ広げていくのが近道です。

pbrマテリアルの同意語

PBRマテリアル: Physically Based Renderingの考え方に基づくマテリアル。反射のBRDF、金属性、粗さ、発光などの物理的属性を現実的に表現する設定を指します。
pbrマテリアル: PBRマテリアルの小文字表記の同義語です。意味は同じで、検索時の表記揺れをカバーします。
PBR材質: PBRマテリアルの日本語表現。英語の用語と同じく、物理ベースの特性を持つマテリアルを指します。
pbr材質: PBR材質の小文字表記。意味はPBRマテリアルと同じです。
物理ベースマテリアル: Physically Based Materialの日本語訳。物理法則に基づく反射・粗さ・金属性などを用いたマテリアルのこと。
物理ベース材質: 物理ベースマテリアルの別表現。意味は同じく、物理ベースの特性を持つ材質です。
物理ベースレンダリングマテリアル: Physically Based Renderingの考え方に基づくマテリアル。光の挙動を物理法則で再現します。
物理ベースレンダリング材質: 物理ベースレンダリングマテリアルの日本語表現。意味は同じです。
PBR系マテリアル: PBR技法を採用したマテリアルの総称。PBRの原理に沿って設計された素材を指します。
PBR対応マテリアル: PBRの基準に対応したマテリアル。レンダリングエンジンのPBRワークフローで正しく機能します。
PBR準拠マテリアル: PBRの基準・ガイドラインに準拠したマテリアル。物理ベースの属性を正しく持ちます。
PBRワークフローマテリアル: PBRワークフローに沿って設定されたマテリアル。反射・粗さ・金属性などを物理的に整えます。
Physically Based Material: 英語表記の同義語。Physically Based Renderingの概念に基づくマテリアルを指します。
Physically Based Rendering Material: 英語表記の長い形。PBRを用いたレンダリング用マテリアルを意味します。

pbrマテリアルの対義語・反対語

非PBRマテリアル: PBRの物理ベースな表現を意図的に使わず、古典的・非現実的な見た目の素材。現実の光反射特性よりもデザインを重視します。
フォトリアリスティックではないマテリアル: 写真のようなリアリズムを狙わず、スタイライズやアーティスティックな表現を前面に出す素材。
アーティスティック/カートゥーンマテリアル: 現実の光の挙動に基づかず、デフォルメされた色使いと陰影で作られた素材。
セルシェーダーマテリアル: セルアニメ風の平坦な色と太い影、黒い輪郭を特徴とする素材で、PBR要素をほとんど使いません。
従来のシェーダーマテリアル: Lambert/Phongなど、物理ベースではない古典的な光モデルを使う素材。
トゥーンシェーダーマテリアル: はっきりとした階調の少ない色域と境界線で描かれる、アニメ風の素材。
レガシーマテリアル: 旧世代のゲームエンジンで使用されていた、現代のPBR基準とは異なる素材。
テクスチャ依存マテリアル: 主にテクスチャ画像（カラー・模様）で外観を作り、物理的なマテリアル特性の再現を必須としない素材。
非現実的光沢マテリアル: 現実世界の物理法則に沿わない、過度にデフォルメされた光沢表現を持つ素材。

pbrマテリアルの共起語

アルベド: PBRマテリアルの基礎色。光の影響を受ける前の色で、テクスチャとして使われます。
ベースカラー: アルベドと同義。Base Color の和訳で、基礎となる色を表します。
金属度: 物体が金属か非金属かを示すパラメータ。0 は非金属、1 は金属を意味し、反射の質感を大きく左右します。
メタリック: 金属度の別名として使われることがあり、0〜1 の値で金属性を表現します。
粗さ: 表面の粗さを示すパラメータ。0 に近いと鋭い鏡面反射、1 に近いと拡散反射が優勢になります。
粗さマップ: 各ピクセルの粗さを制御するテクスチャ。局所的な質感の変化を作ります。
ノーマルマップ: 表面の微細な起伏を再現するテクスチャ。光の当たり方を変え、立体感を演出します。
法線マップ: ノーマルマップと同義。表面の法線方向をずらして陰影を作るテクスチャ。
スペキュラーマップ: スペキュラ反射の強さと色を決定するテクスチャ。反射の質感を細かく調整します。
スペキュラ-グロスネスワークフロー: スペキュラとグロスネスを分離して扱うワークフローのこと。用途・ソフトの想定で使い分けます。
メタリック-ラフネスマップ: 金属度と粗さを同時に格納する2層のテクスチャ。Metallic-Roughness ワークフローで使われます。
金属度マップ: 金属度をピクセル単位で格納するテクスチャ。0 か 1、あるいは中間値を持ちます。
ディスプレイスメントマップ: 高さ情報を用いてジオメトリ自体を変形させ、実体感を追加します。
パララックスマップ: 視差効果を使い表面の凹凸感を演出する高さマップ。
環境光遮蔽: 周囲光の遮蔽を表すマップ。陰影を深くして、質感を強調します。
エミッション: マテリアルが自発的に光を放つ設定。暗所でも発光しているように見せられます。
エミッションカラー: エミッションの色。自発光部分の色味を決定します。
UVマッピング: テクスチャを正しく貼り付けるための座標系。表面ごとにUV座標を割り当てます。
物理ベースレンダリング: PBR の正式名称。現実世界の光の挙動を模倣するレンダリング手法です。
ワークフロー: PBR には Metallic-Roughness ワークフローと Specular-Glossiness ワークフローがあり、用途に応じて選択します。
レンダリングエンジン対応: Unity や Unreal などのエンジンでの PBR 実装と設定の差異を理解します。
鏡面反射: 光が滑らかに跳ね返る反射。粗さと素材特性で特徴が変わります。
拡散反射: 光が表面を広く拡がって反射する現象。粗さと質感の基礎になります。

pbrマテリアルの関連用語

PBRマテリアル: 物理ベースのライティングを前提に、現実世界の反射と質感を再現するマテリアルです。アルベド・メタリック・ラフネスなどのテクスチャを組み合わせて表現します。
PBR: Physically Based Rendering の略。光の振る舞いを物理法則に基づいて計算してリアルな描画を目指す手法です。
アルベド/ベースカラー: 表面の基本色。照明の影響を受けつつ、色情報の核となるマップです。
メタリックマップ: 金属度を表す白黒のテクスチャ。白は金属、黒は非金属として反射特性を決めます。
ラフネスマップ: 表面の粗さを決定するマップ。白いほど荒く、黒いほど滑らかに見えます。
ノーマルマップ: 微細な凹凸を偽装するテクスチャ。ライティングでの陰影を増強します。
AOマップ: 周囲光の遮蔽状態を表すマップ。凹んだ部分をより暗くして立体感を強調します。
エミッシブマップ: 表面が自ら光を発しているように見せるマップ。発光色と強度を制御します。
ハイトマップ: 表面の高さ情報を持ち、パララックスマッピングなど視差効果を作ります。
ディスプレイスメントマップ: ジオメトリを実際に盛り上げたり沈ませたりするための高さ情報マップ。
フレネル効果: 視差角度による反射率の変化を表す現象。角度が鋭くなるほど反射が強く見えます。
IOR: 屈折率。透明物質が光をどれだけ曲げるかを決め、ガラスや水などの挙動に影響します。
BRDF: 表面が光をどのように反射・散乱するかを表す数学的モデル。PBR では Cook-Torrance などが使われます。
SSS: Subsurface Scattering。光が材質内部を散乱して透過するように見える現象。皮膚などに重要です。
クリアコート: 表面上に追加する薄い透明層。高い光沢を実現するための仕上げ層として使われます。
透過/Transmission: 透明材の光の透過を表現します。ガラスや透明樹脂などに適用します。
スペキュラ・グロスワークフロー: スペキュラカラーとグロス値で反射を制御する旧来のワークフロー。
メタリック・ラフネスワークフロー: メタリックとラフネスの2つのマップで材質を定義する現代の標準ワークフロー。
IBL: Image-Based Lighting。環境マップを使って現実的なライティングを得る手法。
HDRI: 高ダイナミックレンジ画像。IBL に用いられ、広い明暗範囲の情報を提供します。
テクスチャチャンネル: アルベド、メタリック、ラフネス、ノーマル、AO、エミッション、ハイトなど、用途別のチャンネルを指します。
UVマッピング: 3Dモデルの表面にテクスチャを正しく貼り付けるための座標展開方法。
レンダリングパイプライン: URP／HDRP／スタンダードなどの描画処理の枠組み。PBR の実装が前提です。
glTF 2.0 PBR: glTF の PBR ワークフロー。Metallic-Roughness と Specular-Glossiness の2つの形式をサポートします。
物理ベースライティング: ライティング計算を物理法則に基づいて行い、現実的な質感表現を目指す手法。