ワイヤーフレーム

ワイヤーフレームとは

ワイヤーフレームとは、3次元の形状をモデリングやレンダリングする手法の一つで、面を使用せずに頂点と線のみで立体を表現するものです。針金で立体を作ったようなイメージで、3DCGの黎明期から基本的な手法として用いられてきました。

ワイヤーフレームの歴史

初期の3DCGでは、3次元モデルを2次元の画面に投影する際に、ワイヤーフレームが最も基本的な手法でした。これは、3次元座標を持つ複数の点を特定の順序で線で結ぶことで立体を描画するという、極めてシンプルな原理に基づいています。

1960年代には、グラフィックを出力するデバイスとしてプロッターが主流であり、ワイヤーフレームはそのような環境で実用的な手法でした。その後、ベクタースキャン方式のブラウン管が登場し、インタラクティブな画像の表示も可能になりました。

コンピュータの性能が向上する以前は、リアルタイムでCGを描画する際の現実的な手法はワイヤーフレームのみでした。ラスタースキャンディスプレイが普及するにつれて、線分をピクセルに変換するアルゴリズムや隠線消去の技術が開発されましたが、これらの技術はプロッター時代から研究されていたものです。

ワイヤーフレームモデルとレンダリング

形状データにおける「ワイヤーフレームモデル」と「ワイヤーフレームによるレンダリング」は区別する必要があります。形状データがポリゴンモデルやソリッドモデルであっても、レンダリングをワイヤーフレームで行うことがあります。一方で、ワイヤーフレームモデルから面としての情報を得ることはできないため、隠面消去などは不可能です。

映画とワイヤーフレーム

映画では、『スター・ウォーズ』（1978）で反乱軍のブリーフィング場面でデス・スターへの突入シミュレーションにワイヤーフレーム映像が使用され、観客に強い印象を与えました。同様の演出は『2001年宇宙の旅』にもありましたが、『スター・ウォーズ』では本格的なCGが用いられたことが特徴です。ただし、当時はCGがまだ高価であったため、CGに見える映像でも実際にはコンピュータで描画されていないものも多くありました。

テレビCMとワイヤーフレーム

一時、テレビCMではワイヤーフレーム図形をプロッターで1コマずつ描き、それをフィルムに焼き付ける手法が多用されました。この手法は、描線にフレアー効果を加えられるため、先進的な印象を与えることができ、自動車メーカーなどのCMに採用されました。

ゲームとワイヤーフレーム

1980年前後には、ベクタースキャンによるワイヤーフレームを使った3Dゲームが多数登場しました。1980年代後半には、パソコンゲームにもワイヤーフレームを使った3Dゲームが登場しましたが、1990年代にはポリゴンを使ったゲームが主流となりました。ただし、過渡期には、ワイヤーフレームの特性を活かして、ゲームに3次元の自由度や高速な再描画間隔を与えた例もあります。

現在のワイヤーフレーム

現在でも、3DCG作成ソフトなどでリアルタイムにレンダリング結果を透視図で確認する際に、ワイヤーフレームが利用されています。

まとめ

ワイヤーフレームは、3DCGの基礎となる重要な表現手法であり、その歴史はコンピュータグラフィックスの発展と深く関わっています。黎明期から現在に至るまで、映画、ゲーム、CMなど、様々な分野で活用され続けています。

関連項目

3次元[[コンピュータグラフィックス]]
コンピュータアニメーション
* ベクタースキャン

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