ゲーム、映画、およびすべてのCGコンテンツにおいて、表現上の重要な要素である影（シャドウ）は、奥行や周辺状況を示す視覚上の情報を提供するだけでなく、リアルさを高めるためにも大きな役割を果たします。

本書は、リアルタイムシャドウを実現するための理論とその実際について解説した、包括的なガイドです。ハードシャドウ、ソフトシャドウ、3Dシャドウ、半透明のシャドウなど、さまざまなエフェクトを実現するためのアプローチを幅広く取り上げています。

「影はコンピュータ グラフィックスで最も視覚的に重要な効果の1つです。まだ解決に程遠い問題である効率的で堅牢な影の生成は、リアルタイム レンダリングで最も活発な研究トピックの1つです。幸いにも、リアルタイムの影で世界で最高の専門家の4人がこの優れた本を書くために結集し、単純な影マッピングの基本から、GPUを使ったソフトとハードな影のテクニックにおける最先端の研究までの全てを取り上げています。ゲームやリアルタイム グラフィックスで仕事をしているなら、本書を手に取るべきです。」

–David Luebke, Director, NVIDIA Research

リアルタイム シャドウはコンピュータ グラフィックスでとても重要なトピックについての素晴らしい本であり、リアルタイム グラフィックス業界の上に長くソフトなエッジの影を投じることでしょう。これにより、将来のゲームはさらに見栄えがよくなるでしょうし、本書がさらに高度な研究の着想に役立つことも確信しています。」

–Tomas Akenine-Möller, Lund University and Intel Corporation and coauthor of Real-Time Rendering

「それぞれ様々なシーン構成、形状表現、照明効果、エイリアシング状況、計算リソースの異なる組み合わせを利用した数多くの影の技法が、広範囲の様々な本や論文に散らばっています。本書は、それらの全てを1冊の簡潔なアルゴリズムの記述に集めて、正しい影の技法の発見と実装を容易にするという、偉大な仕事を行なっています。」

–John C. Hart, Professor, University of Illinois at Urbana-Champaign, and Past Editor-in-Chief, ACM Trans. Graph.

「一見、影は解決済みの問題に思えますが、時間の割り当てに制限のあるリアルタイム ゲームでは、そうではありません。雑多な影のレンダリング テクニックがあり、ついにその全てを網羅した本書がここにあります。著者たちは、あらゆる種類の遮蔽問題について最も博識な人々です。彼らは行う必要がある様々な品質と性能のトレードオフを述べています。」

–Martin Mittring, Senior Graphics Architect, Epic Games, formerly Lead Graphics/Network Programmer at Crytek (Far Cry, Crysis)

1.  序論

• 1.1  定義
• 1.2  影の重要性
• 1.3  影の計算の難しさ
• 1.4  概説
• 1.5  読者への一般情報

2.  基本的な影のテクニック

• 2.1  影の投影
• 2.2  影マッピング
• 2.3  影ボリューム
• 2.4  ステンシル影ボリューム
• 2.5  透明度
• 2.6  まとめ

3.  影マップのエイリアシング

• 3.1  信号再構成としての影マッピング
• 3.2  初期サンプリング誤差-アンダーサンプリング
• 3.3  再サンプリング誤差

4.  影マップのサンプリング

• 4.1  フィッティング
• 4.2  ワーピング
• 4.3  大域的分割
• 4.4  高度な分割
• 4.5  ビュー サンプル マッピング
• 4.6  影マップの再構成
• 4.7  時間的再投影
• 4.8  レシピ

5.  ハードな影のフィルタリング

• 5.1  フィルタと影マップ
• 5.2  フィルタリングの応用
• 5.3  大きなフィルタ カーネルの事前計算
• 5.4  まとめ

6.  イメージ ベースのソフトな影の手法

• 6.1  はじめに
• 6.2  基本
• 6.3  標準の解
• 6.4  ハードな影を半影で強化する
• 6.5  ハードな影のテスト結果をぼかす
• 6.6  平面オクルーダー イメージのフィルタリング
• 6.7  オクルーダーの再構成と逆投影
• 6.8  複数の深度マップを使う
• 6.9  まとめ

7.  ジオメトリ ベースのソフトな影の手法

• 7.1  外半影の生成による、もっともらしい影
• 7.2  内半影と外半影
• 7.3  ソフト影ボリューム
• 7.4  ビュー サンプル マッピング
• 7.5  トレードオフ
• 7.6  ソフトな影のアルゴリズムのまとめ

8.  イメージベースの透明度

• 8.1  ディープ影マップ
• 8.2  透過関数を近似する
• 8.3  まとめ

9.  ボリュメトリック影

• 9.1  均質な関与媒質中のリアルタイム単一散乱
• 9.2  影マップのレイマーチング
• 9.3  影ボリュームに基づくアプローチ
• 9.4  まとめ

10.  高度な影のトピック

• 10.1  多色光源
• 10.2  マルチサンプル アンチエイリアシング
• 10.3  ボクセルと影
• 10.4  レイキャスティング影
• 10.5  環境ライティング
• 10.6  事前計算放射輝度伝達

11.  結論

• 11.1  ハードな影
• 11.2  ハードな影のフィルタ処理
• 11.3  ソフトな影
• 11.4  高度な手法
• 11.5  明日に向かって

A.  グラフィックス パイプラインを下る

• A.1  レンダリング
• A.2  フラグメント単位の処理-カリングとブレンド
• A.3  フレームバッファ
• A.4  ジオメトリ表現
• A.5  ハードウェア

B.  グラフィックスAPIの簡単な手引き

• B.1  変換行列
• B.2  ステート
• B.3  フレームバッファとレンダー ターゲット
• B.4  テクスチャ サンプリング
• B.5  シェーディング言語

C.  シェーディングについて一言

• C.1  解析シェーディング モデル
• C.2  入放射輝度の近似

D.  高速なGPUフィルタリング テクニック

• D.1  ミップマップ
• D.2  N-バッファとマルチスケール マップ
• D.3  範囲総和テーブル
• D.4 まとめ

E.  小から大を得る：遅延シェーディングとアップサンプリング

• E.1  遅延シェーディング
• E.2  アップサンプリング
• E.3  まとめ F.  シンボル