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2.9 <2.8>

マテリアルにボリューム効果を追加するために使用します。
ボリューム レンダリングは、硬い表面だけでは表現できない様々なエフェクトをレンダリングするために使用されます。

• 煙や火、雲などは、ボリューム オブジェクトや流体シミュレーションを使用して、ボリューム シェーダのみで設定します。
• デフォルトのサーフェス シェーダを削除し、ボリューム境界を定義するメッシュ形状とボリューム密度を定義するテクスチャを使用することで、メッシュでのような形状を作成することもできる。
• ミスト (かすみ、もや、霧) は、ワールド用のボリューム シェーダ (World Volume)、または大きなメッシュ オブジェクトでシーンを包み込み、Volume Scatter Node 等を利用して作成します。
• ガラスの吸光は、屈折を持つガラスのサーフェース シェーダ (Glass BSDF Node, Principled BSDF Node) とオブジェクト内部のボリューム吸収シェーダ (Principled Volume Node, Volume Absorption Node) を組み合わせてシミュレートします。

Material Volume

Shading

https://docs.blender.org/manual/en/latest/render/materials/components/volume.html

Principled Volume

Principled Volume Node は、物理ベースのボリューム シェーダです。使いやすい様に、1 つのノードで散乱、吸収、放出をサポートしています。火は黒体発光にてレンダリングできます。

Volume Components

よりコントロールしやすいように、ボリューム シェーディング コンポーネントを手動でカスタム シェーダーの設定に組み合わせることができます。

• Volume Absorption Node は、ボリュームを通過する光の一部を吸収します。これは、例えば、黒煙や色付きガラスといったオブジェクトのシェードに使用したり、Volume Scatter Node と混ぜて使用することができます。このノードは、Transparent BSDF Node に似ていますが、光の一部をブロックし、その他をまっすぐに通過させます。
• Volume Scatter Node は、光がボリューム内の粒子 (パーティクル) に衝突することで他の方向に散乱することを可能にします。Anisotropy (異方性) は、光がどの方向に散乱しやすいかを定義します。0 の場合、光は全方向に均等に散乱し (Diffuse BSDF Node に似ている)、負の値はほとんどの光を後方に散乱させ、正の値はほとんどの光を前方に散乱させます。これは、例えば、白い煙や雲を遮光するために使用することができます。
• Emission Node は、例えば火のために、ボリュームから光を放出します。

左から、Volume Absorption Node, Volume Scatter Node, Emission Node を Volume に接続した例。いずれも Color: 5B8EBB

Attributes

When rendering smoke and fire, volume attributes are used to define the shape and shading of the volume. The Principled Volume shader will use them by default, while custom volume shaders can use the Attribute node to get attributes such as density, color and temperature.

Density

All volume shaders have a density input. The density defines how much of the light will interact with the volume, getting absorbed or scattered, and how much will pass straight through. For effects such as smoke you would specify a density field to indicate where in the volume there is smoke and how much (density bigger than 0), and where there is no smoke (density equals 0).

Volumes in the real world consist of particles, a higher density means there are more particles per unit volume. More particles means there is a higher chance for light to collide with a particle and get absorbed or scattered, rather than passing straight through.

Mesh Volumes

Meshes used for volume render should be closed and manifold. That means that there should be no holes in the mesh. Each edge must be connected to exactly two faces such that there are no holes or T-shaped faces where three or more faces are connected to an edge.

Normals must point outside for correct results. The normals are used to determine if a ray enters or exits a volume, and if they point in a wrong direction, or there is a hole in the mesh, then the renderer is unable to decide what is the inside or outside of the volume.

These rules are the same as for rendering glass refraction correctly.

World Volume

A volume shader can also be applied to the world, filling the entire space.

Currently, this is most useful for night time or other dark scenes, as the world surface shader or sun lights will have no effect if a volume shader is used. This is because the world background is assumed to be infinitely far away, which is accurate enough for the sun for example. However, for modeling effects such as fog or atmospheric scattering, it is not a good assumption that the volume fills the entire space, as most of the distance between the sun and the earth is empty space. For such effects it is be better to create a volume object surrounding the scene. The size of this object will determine how much light is scattered or absorbed.

Multiple Scattering

Real-world effects such as scattering in clouds or subsurface scattering require many scattering bounces. However, unbiased rendering of such effects can be noisy, so by default the number of bounces is zero in Cycles, and no support is available in Eevee. The effect you get when rendering with zero volume bounces is what is known as “single scattering”, the effect from more bounces is “multiple scattering”.

For rendering materials like skin or milk that require multiple scattering, subsurface scattering is more efficient and easier to control. Particularly the random walk method can accurately render such materials.

For materials such as clouds or smoke that do not have a well defined surface, volume rendering is required. These look best with many scattering bounces, but in practice one might have to limit the number of bounces to keep render times acceptable.