プロシージャルテクスチャとは？初心者がゼロからわかる基本と活用術共起語・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）

プロシージャルテクスチャとは何か

プロシージャルテクスチャ（Procedural Texture）は、画像のような模様を持つ表面を、コンピューターの計算だけで“作り出す”考え方です。実際の写真（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】）をそのまま貼り付けるのではなく、数式やアルゴリズム、ノイズと呼ばれる乱れを使って模様を生み出します。この方法は、ファイルとしての枚数を増やさずに、パラメータを変えるだけで新しい模様を作れる点が大きな特徴です。

一般的なテクスチャはビットマップ画像のように静的なデータとして用意しますが、プロシージャルテクスチャは計算結果をその都度作り出します。つまり、同じパラメータであればどの端末でも同じ模様が再現でき、解像度を上下させても模様の見え方が崩れません。これが拡張性と再現性の両立を実現する大きな理由です。

どうやって作られるのか？基本のしくみ

プロシージャルテクスチャの基本は「ノイズ関数」と呼ばれる乱れの計算です。ノイズは、場所ごとに数値を返す関数の集まりで、座標を入力として乱れを出力します。これを繰り返して、木目、布目、石肌、雲などの自然な模様を作ります。さらに複数のノイズを組み合わせる「フラクタルノイズ」や、セル状のパターンを作る「ウェアリーノイズ」など、さまざまな種類が使われます。

パラメータはデザイナーの指示で調整できます。たとえば、模様の大きさを変える“スケール”、模様のコントラストを決める“コントラスト”、模様の乱れの強さを決める“乱雑さ”などです。これらのパラメータを変えるだけで、木材の傷、岩のテクスチャ、布地の織り目など、異なる材料感を表現できます。

従来のテクスチャとの違いと利点

従来のテクスチャは画像ファイルをそのまま使うことが多く、解像度を上げると画像がぼやけることがある点や、ファイル数が増える問題があります。一方、プロシージャルテクスチャはパラメータと計算だけで模様を生成するため、高解像度でも鮮明さを保ち、メモリの節約にもつながります。また、同じレシピを使えば同じ模様を再現でき、クロスプラットフォームでの再現性が高い点も魅力です。

使い方のヒントと注意点

まず目的をはっきり決めましょう。たとえば「木材の表面をリアルに見せたい」「布の織り目を柔らかく表現したい」など、用途を決めると適切なノイズの種類やパラメータが絞りやすくなります。次に、以下の順序で試してみてください。

ノイズの種類を選ぶ：木目風、石肌風、布地風など、目的に近いノイズを選択。
スケールと密度を調整：模様の大きさと変化の頻度を決める。
階調とコントラストを設定：模様が浮き立つか、まろやかかを調整。
組み合わせの工夫：複数のノイズを加算・乗算して複雑さを出す。
実際のシーンでの確認：ライティングや環境によって見え方が変わるので、再調整する。

実用的な例と考え方

ゲームやCG作品では、地形の岩肌や地面、衣服、壁の表面など多様な素材作成に活用されます。ノイズのパラメータを調整するだけで、季節や光源の変化にも強い表現ができます。例えば、木の年輪のような縞模様を作るには「周期的なパターン」と「乱れ」を組み合わせると自然に見える作品になります。また、海や雲のような動的な表現にも適しています。実際にはレンダリングエンジン側の最適化と組み合わせることで、リアルタイム描画でも高品質な模様を保てます。

特徴の要点を表にまとめました

項目	従来のテクスチャ	プロシージャルテクスチャ
生成方法	事前に用意した画像データ	ノイズ関数とパラメータ計算
再現性	ファイル次第、サイズ依存	パラメータで高い再現性
拡張性/解像度	解像度依存で拡大時に劣化	解像度に強く拡張しやすい
メモリ負荷	テクスチャデータを保存	計算ベース、メモリ節約になる場合が多い

この分野を始めるための最初の一歩

まずは「ノイズ」と「パラメータ」の感覚をつかむことから始めましょう。市販の3Dソフトウェアやゲームエンジンには、ノイズのサンプルが用意されていることが多いです。これをいじって、模様の変化を観察してみてください。解像度を上げても崩れない性質を確認できれば、プロシージャルテクスチャの基本を理解した第一歩です。

まとめ

プロシージャルテクスチャは、計算によって模様を生成する強力な方法です。再現性・拡張性・メモリ効率の点で従来のテクスチャと比べて利点が大きく、様々な素材表現に適しています。初心者はノイズとパラメータの感覚をつかみ、実際の作品で使いながら徐々に高度な組み合わせへ挑戦していくと良いでしょう。

プロシージャルテクスチャの同意語

プロシージャルテクスチャ: アルゴリズムに基づいて生成されるテクスチャの総称。手作業で描くのではなく、数式・ノイズ関数・反復処理などを用いて自動的に模様を作り出します。
手続き的テクスチャ: 同じ意味の言い換え。処理の手順に従って生成されるテクスチャという意図を表します。
手続き型テクスチャ: 手続き的テクスチャと同義の表現。生成は手順的な工程で行われます。
アルゴリズム的テクスチャ: アルゴリズムを用いて生成されるテクスチャ。複雑な模様も制御可能です。
生成的テクスチャ: 生成プロセスで生まれるテクスチャという意味。プログラムにより作られる特徴を指します。
生成テクスチャ: アルゴリズム・関数で生成されるテクスチャのこと。
パラメトリックテクスチャ: パラメータを変えるだけで多様な模様を作れる、手続き的生成の一種の表現。
ノイズベースのテクスチャ: ノイズ関数を基盤として作られるテクスチャ。木目・石肌などを模倣するのに使われます。
ノイズテクスチャ: Procedural texture の代表例のひとつ。ノイズを利用して模様を作ります。
関数ベースのテクスチャ: 数学的な関数を組み合わせて生成するテクスチャの意味。
数式生成テクスチャ: 数式を用いてテクスチャを生成することを指す表現。
自動生成テクスチャ: 人の手を介さず、アルゴリズムで自動的に模様を作るタイプのテクスチャ。

プロシージャルテクスチャの対義語・反対語

ラスタテクスチャ: ピクセルデータとして格納された画像を使うテクスチャ。プロシージャル生成ではなく、あらかじめ用意した画像をそのまま適用するタイプ。
写真ベーステクスチャ: 実写の写真を素材として用いたテクスチャ。手続き的に生成せず、写真データをそのまま用いる。
画像ベーステクスチャ: 写真以外のスキャン画像など、画像データを基に作られるテクスチャ。実世界の素材感を再現しやすい。
手作業テクスチャ: アーティストが手作業で描いたり加工したテクスチャ。自動生成のプロシージャルとは対照的に人の手で作成する。
静的テクスチャ: 時間変化やパラメータの変更に追従しない、固定的な見た目のテクスチャ。
既製/ストックテクスチャ: すでに用意・公開されている既製のテクスチャ素材。自動生成ではなく事前に作られたものを使う場合に該当。

プロシージャルテクスチャの共起語

ノイズ: プロシージャルテクスチャの基礎。空間の乱れを数値的に再現する要素で、雲・木目・石目など自然模様の土台になります。
Perlinノイズ: 滑らかで連続的な乱れを作る代表的なノイズアルゴリズム。自然な質感の土台として広く用いられます。
Simplexノイズ: Perlinノイズの改良版。計算負荷が軽く、3Dノイズ生成に向いています。
Valueノイズ: 座標ごとに乱数を割り当て、補間してノイズを作る手法。やや角ばった印象になることがあります。
Worleyノイズ: セル状の模様を作るノイズ。石目や細胞風のパターンに適しています。
Voronoiノイズ: Voronoi図に基づくノイズ。セル状のパターンが特徴です。
フラクタルノイズ: 複数の周波数のノイズを重ねて、自然で複雑な質感を作る手法です。
fBm（Fractional Brownian Motion）: フラクタルノイズの代表的な重ね方。オクターブを増やすほどディテールが増えます。
タイル可能/シームレス: テクスチャを繰り返しても継ぎ目が目立たない性質。Proceduralの大きな長所の一つです。
ノードベース: ノードを組み合わせてテクスチャを構築する設計思想。編集が直感的で柔軟性が高いです。
シェーダー: GPU上で実行されるプログラム。ノイズ生成、カラー割り当て、凹凸表現などを担当します。
GLSL/HLSL: シェーダーを記述する代表的な言語。OpenGL/DirectX環境でノイズを実装します。
ディスプレイスメントマップ: 表面の高さ情報を格納するマップ。凹凸を実体的に再現します。
ノーマルマップ: 光の当たり方を変え、凹凸感を強調する情報を格納します。
カラーグラデーション: ノイズ出力を色に結びつける段階。自然な色の変化を得るのに有用です。
テクスチャ座標: ノイズの評価点を決める座標系。UV座標、世界座標、法線座標などが使われます。
スケール: 模様の大きさを決めるパラメータ。大きくすると大柄、小さくすると細かな模様になります。
オフセット: ノイズの起点をずらす調整。配置の多様性を生み出します。
リピート/タイル: テクスチャの繰り返し回数や範囲を指定します。タイル状の連結性を確保します。
シード値: 乱数生成の初期値。異なるシードで異なる模様が得られます。
パラメトリック: パラメータを操作するだけで多様な質感を作れる特徴。
木目テクスチャ: 木の年輪や木目の特徴を手続き的に再現する代表的用途。
石目テクスチャ: 石や岩肌の不規則な模様を再現する用途。
雲状テクスチャ: 広がりのある柔らかな模様。雲・霧・煙の表現に用いられます。
アーティファクト対策: ノイズ計算で生じる不自然な縞やギザつきを抑える工夫。
ツール連携: Substance Designer、Blender などのツールと組み合わせて手軽にプロシージャルテクスチャを作成・編集します。

プロシージャルテクスチャの関連用語

プロシージャルテクスチャ: CG・3Dグラフィックスで、計算機によって自動的に生成されるテクスチャの総称。素材を手作業で描くのではなく、数学的な関数やアルゴリズムを用いて模様を作り出します。再現性が高く、パラメータを変えるだけで無数の模様を作れます。
ノイズ: プロシージャルテクスチャの基本要素となる不規則な乱れのパターン。座標に対して滑らかな乱れを付与することで、自然に見える質感を作る基礎データです。
Perlinノイズ: 自然な連続性を持つ滑らかなノイズを生成する代表的アルゴリズム。雲模様や地形のベースとして広く使われます（英語名のまま表記されることが多いです）。
Simplexノイズ: Perlinノイズの代替として提案されたノイズ。高次元での計算効率が良く、ノイズのアーチファクトを抑えつつスムーズな模様を作ります。
Worleyノイズ / セルノイズ: セル状のパターンを生み出すノイズ。最近傍セルの距離情報を利用して、石材風や粒状の模様に適しています。
フラクタルノイズ (fBm): 複数のノイズをオクターブ重ね合わせる手法。異なるスケールの模様を組み合わせて、より複雑で自然な質感を作ります。
高さマップ (Heightmap): ノイズやプロシージャル手法で生成したグレースケール画像を、地形の高さ情報として解釈するテクスチャ。地形生成にも活用されます。
テクスチャ座標 (UV座標): テクスチャを3Dモデルへ貼り付ける際の座標系。プロシージャルテクスチャは座標の変換で模様の位置やスケールが変化します。
タイル化 (Tileable textures): テクスチャの境界を継ぎ目なく連結して、連続的に繰り返す設計。ワンクリックで無限に続く模様を作ることが可能です。
周波数 (Frequency): ノイズの細かさを決めるパラメータ。値が大きいほど模様が細かくなります。
振幅 (Amplitude): ノイズの出力の強さ。大きいほど模様が濃く、目立ちます。
オクターブ (Octaves): フラクタルノイズで用いられる階層数。多くのオクターブを重ねるほど複雑さが増します。
ラカナリティ (Lacunarity): オクターブ間のスケール倍率。次のオクターブの拡大割合を決め、模様の細かな変化を左右します。
パーシステンス (Persistence): オクターブ間の振幅減衰比率。低いほど上位オクターブの影響が抑えられ、全体の質感がマイルドになります。
シード値 (Seed): 乱数の初期値。異なるシード値を使うと同じパラメータでも異なる模様が生成され、再現性をコントロールできます。
シェーダーグラフ / シェーダーエディタ: GPU上でプロシージャルテクスチャを実装するノードベースのツール。UnityのShader GraphやUnrealのMaterial Editorなどが代表例です。
リアルタイム生成 / Real-time generation: 実行時にテクスチャを生成・更新できる機能。ゲームやインタラクティブアプリで動的な模様を実現します。
ノードベース生成 (Node-based generation): ノードをつなぐことで複雑なプロシージャルテクスチャを直感的に設計する手法。再現性と柔軟性が高いです。
擬似乱数 (Pseudo-random numbers): 決定論的に生成される乱数。シードとアルゴリズムで再現性を確保します。