POV-Ray
POV-Ray（Persistence of Vision Raytracer）は、オープンソースのレイトレーシングソフトウェアであり、多くのコンピュータプラットフォームで利用可能です。このソフトウェアは、3Dレンダリングエンジンとして機能し、独自のC言語風の構造化ドキュメントを用いてシーンデータを入力します。マクロ関数による半自動的な配置が可能であるため、シミュレーションツールとしても活用できます。特に、数学的モデリングにおいて強力な機能を発揮します。
POV-Rayの大きな特徴は、その拡張性の高さにあります。自由に拡張版を作成、配布できるため、学術的な新技法の試験実装によく利用されます。公式版に加えて、複数の独自拡張版が公開されており、ユーザーコミュニティによる活発な開発が続けられています。特に、v3.7以降はライセンスがAGPLv3に変更されたことで、さらなる自由な利用と開発が促進されています。
POV-Rayの歴史は1980年代に遡ります。David Kirk Buckが自身のAmigaにUnixのレイトレーシングソフトウェアのソースコードをダウンロードし、それを検証した結果、独自のレイトレーシングソフトウェアの開発を決意しました。彼は自身のイニシャルを取ってDKBTraceと名付け、そのプログラムを掲示板に投稿しました。その後、1987年にAaron A. CollinsがDKBTraceをダウンロードし、x86用の開発を開始しました。David Buckと協力して機能追加を行い、ソフトウェアの評価が高まるにつれて、開発チームが結成されました。1991年7月にはプログラマが集まり、チームとして活動を開始。同時に、Davidはソフトウェアの名前を「Persistence of Vision Raytracer」(POV-Ray)に変更しました。
POV-Rayには、多くの派生レンダラーが存在します。以下に代表的なものを紹介します。
MegaPOV: POV-Ray 3.6系の非公式拡張版で、その多くのパッチは後のPOV-Ray 3.7に取り込まれています。
UberPOV: POV-Ray 3.7系の非公式拡張版で、MegaPOVの後継として位置づけられています。
POV-Rayと連携して利用できるモデラーも複数存在します。
Blender: オープンソースの統合3DCGソフトウェアで、POV-Ray用アドオンが同梱されています。このアドオンを有効にすることで、POV-Rayに対応したシーン作成が可能になります。POVコードの直接編集にも対応しており、Blender 2.79からはPOVコードのシンタックスハイライトもサポートされています。
Moray: 古くから存在するPOV-Ray用モデラーですが、2007年にPOV-Rayの開発元に買収されて以降、開発は停止しています。
KPovModeler: KDEベースのPOV-Ray用モデラーで、オープンソースとして公開されていますが、開発は停止しています。
Bishop3D: Windows専用のPOV-Ray用モデラーで、アニメーションにも対応しています。シーン記述言語のインポートも可能で、オープンソース化されていますが、parametricサーフィス及びisosurfaceには対応していません。
Structure Synth: 独自のルール記述によって3D生成を行うソフトウェアで、POV-Ray形式でのエクスポートが可能です。
POV-Rayは、開発当初から豊富な機能を備えていますが、近年のバージョンでは以下の機能が強化されています。
マクロとループを搭載したチューリング完全なSDL (scene description language)
背景、テクスチャ、オブジェクトのライブラリ
多くの幾何プリミティブとConstructive Solid Geometryのサポート
多種の光源
霧などの大気エフェクトや媒体（煙、雲）
フォトンマッピングによる反射やコースティクス（集光模様）
バンプマッピングによるしわ、いぼ、波などの模様
ラジオシティ
TGA、PNG、JPEGなどのテクスチャや出力画像のフォーマットサポート（JPEGは入力のみ）
豊富なドキュメント
POV-Rayの魅力の一つは、サードパーティーによるサポートが充実している点です。多くのツール、テクスチャ、モデル、背景、チュートリアルがWeb上で公開されており、ユーザーはこれらのリソースを自由に利用できます。
以下にPOV-Rayと関連性の高いソフトウェアや技術を挙げます。
MathMod: 数学的モデリングソフトウェアで、parametricサーフィス及びisosurfaceに対応しています。しかし、POV-Ray関数への対応は一部に限定されています。
3D-XplorMath: 数学的モデリングソフトウェアです。
Functy: 数学的モデリングソフトウェアです。
Shadertoy: GLSL ES言語でのピクセルシェーダーアート環境および共有サービスで、距離関数を使用したレイマーチングによる3D表現が可能です。Webベースで利用できます。
コンピュータグラフィックス
レイトレーシング
Constructive Solid Geometry
* 公式ウェブサイト（英語）
POV-Rayの大きな特徴は、その拡張性の高さにあります。自由に拡張版を作成、配布できるため、学術的な新技法の試験実装によく利用されます。公式版に加えて、複数の独自拡張版が公開されており、ユーザーコミュニティによる活発な開発が続けられています。特に、v3.7以降はライセンスがAGPLv3に変更されたことで、さらなる自由な利用と開発が促進されています。
歴史
POV-Rayの歴史は1980年代に遡ります。David Kirk Buckが自身のAmigaにUnixのレイトレーシングソフトウェアのソースコードをダウンロードし、それを検証した結果、独自のレイトレーシングソフトウェアの開発を決意しました。彼は自身のイニシャルを取ってDKBTraceと名付け、そのプログラムを掲示板に投稿しました。その後、1987年にAaron A. CollinsがDKBTraceをダウンロードし、x86用の開発を開始しました。David Buckと協力して機能追加を行い、ソフトウェアの評価が高まるにつれて、開発チームが結成されました。1991年7月にはプログラマが集まり、チームとして活動を開始。同時に、Davidはソフトウェアの名前を「Persistence of Vision Raytracer」(POV-Ray)に変更しました。
派生レンダラー
POV-Rayには、多くの派生レンダラーが存在します。以下に代表的なものを紹介します。
MegaPOV: POV-Ray 3.6系の非公式拡張版で、その多くのパッチは後のPOV-Ray 3.7に取り込まれています。
UberPOV: POV-Ray 3.7系の非公式拡張版で、MegaPOVの後継として位置づけられています。
POV-Ray用モデラー
POV-Rayと連携して利用できるモデラーも複数存在します。
Blender: オープンソースの統合3DCGソフトウェアで、POV-Ray用アドオンが同梱されています。このアドオンを有効にすることで、POV-Rayに対応したシーン作成が可能になります。POVコードの直接編集にも対応しており、Blender 2.79からはPOVコードのシンタックスハイライトもサポートされています。
Moray: 古くから存在するPOV-Ray用モデラーですが、2007年にPOV-Rayの開発元に買収されて以降、開発は停止しています。
KPovModeler: KDEベースのPOV-Ray用モデラーで、オープンソースとして公開されていますが、開発は停止しています。
Bishop3D: Windows専用のPOV-Ray用モデラーで、アニメーションにも対応しています。シーン記述言語のインポートも可能で、オープンソース化されていますが、parametricサーフィス及びisosurfaceには対応していません。
Structure Synth: 独自のルール記述によって3D生成を行うソフトウェアで、POV-Ray形式でのエクスポートが可能です。
機能
POV-Rayは、開発当初から豊富な機能を備えていますが、近年のバージョンでは以下の機能が強化されています。
マクロとループを搭載したチューリング完全なSDL (scene description language)
背景、テクスチャ、オブジェクトのライブラリ
多くの幾何プリミティブとConstructive Solid Geometryのサポート
多種の光源
霧などの大気エフェクトや媒体（煙、雲）
フォトンマッピングによる反射やコースティクス（集光模様）
バンプマッピングによるしわ、いぼ、波などの模様
ラジオシティ
TGA、PNG、JPEGなどのテクスチャや出力画像のフォーマットサポート（JPEGは入力のみ）
豊富なドキュメント
POV-Rayの魅力の一つは、サードパーティーによるサポートが充実している点です。多くのツール、テクスチャ、モデル、背景、チュートリアルがWeb上で公開されており、ユーザーはこれらのリソースを自由に利用できます。
関連項目
以下にPOV-Rayと関連性の高いソフトウェアや技術を挙げます。
MathMod: 数学的モデリングソフトウェアで、parametricサーフィス及びisosurfaceに対応しています。しかし、POV-Ray関数への対応は一部に限定されています。
3D-XplorMath: 数学的モデリングソフトウェアです。
Functy: 数学的モデリングソフトウェアです。
Shadertoy: GLSL ES言語でのピクセルシェーダーアート環境および共有サービスで、距離関数を使用したレイマーチングによる3D表現が可能です。Webベースで利用できます。
コンピュータグラフィックス
レイトレーシング
Constructive Solid Geometry
外部リンク
* 公式ウェブサイト（英語）
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