物理ベースのレンダリング

VTK9は物理ベースレンダリング(PBR)を導入しており，その機能をPyVistaで公開しています．詳細については blog about PBR をお読みください．

PBRは pyvista.PolyData に対してのみサポートされており， add_mesh の pbr キーワード引数を介して起動できます．また， metallic および roughness 引数を使用してさらに制御できます．

この機能を，彫像の高品質メッシュを金属のようにレンダリングすることで示しましょう．

from itertools import product

import pyvista as pv
from pyvista import examples

# Load the statue mesh
mesh = examples.download_nefertiti()
mesh.rotate_x(-90.0, inplace=True)  # rotate to orient with the skybox

# Download skybox
cubemap = examples.download_sky_box_cube_map()

ベースカラーが "linen" のメッシュをレンダリングして，メタルのような仕上がりにしてみましょう．

p = pv.Plotter()
p.add_actor(cubemap.to_skybox())
p.set_environment_texture(cubemap)  # For reflecting the environment off the mesh
p.add_mesh(mesh, color='linen', pbr=True, metallic=0.8, roughness=0.1, diffuse=1)

# Define a nice camera perspective
cpos = [(-313.40, 66.09, 1000.61), (0.0, 0.0, 0.0), (0.018, 0.99, -0.06)]

p.show(cpos=cpos)

メタリックパラメータと粗さパラメータの変化を表示します．

左から右にメタリックが増加し，下から上に粗さが増加するようにプロットします．

colors = ['red', 'teal', 'black', 'orange', 'silver']

p = pv.Plotter()
p.set_environment_texture(cubemap)

for i, j in product(range(5), range(6)):
    sphere = pv.Sphere(radius=0.5, center=(0.0, 4 - i, j))
    p.add_mesh(sphere, color=colors[i], pbr=True, metallic=i / 4, roughness=j / 5)

p.view_vector((-1, 0, 0), (0, 1, 0))
p.show()

カスタム照明と物理ベースレンダリングを組み合わせます．

# download louis model
mesh = examples.download_louis_louvre()
mesh.rotate_z(140, inplace=True)


plotter = pv.Plotter(lighting=None)
plotter.set_background('black')
plotter.add_mesh(mesh, color='linen', pbr=True, metallic=0.5, roughness=0.5, diffuse=1)


# set up lighting
light = pv.Light((-2, 2, 0), (0, 0, 0), 'white')
plotter.add_light(light)

light = pv.Light((2, 0, 0), (0, 0, 0), (0.7, 0.0862, 0.0549))
plotter.add_light(light)

light = pv.Light((0, 0, 10), (0, 0, 0), 'white')
plotter.add_light(light)


# plot with a good camera position
plotter.camera_position = [(9.51, 13.92, 15.81), (-2.836, -0.93, 10.2), (-0.22, -0.18, 0.959)]
cpos = plotter.show()