コンピュータグラフィックス改訂新版

『コンピュータグラフィックス 改訂新版』は、画像情報教育振興協会 (CG-ARTS) が 2015 年 3 月に発行した、CG のソフトウェア開発に必要な理論と手法をまとめた専門書です。国立国会図書館の書誌では執筆者は伊藤 裕之 ほかと記され、表紙には「CG エンジニア検定エキスパート対応書籍」の表記があります。2004 年刊の『コンピュータグラフィックス』を改訂した版にあたり、CG を作る道具の使い方ではなく、画像が計算によってどう生成されるのかを理屈から学びたいエンジニアや学生に向けた一冊です。

CG ソフトウェア開発の理論をまとめた協会の教科書

発行元の書籍ページでは、本書は CG のソフトウェア開発を行うための理論や手法を一冊に凝縮した専門書と紹介され、画像生成の仕組みから研究段階のアルゴリズムまでを、事例を盛り込みながら解説すると説明されています。CG-ARTS は教育カリキュラムに基づいて教科書 / 実践書 / 検定問題集などを刊行しており、同じ書籍ページには CG と画像処理の基礎をまとめた初心者向けの入門書も並んでいます。その入門書と比べると、本書は CG エンジニアを目指す人が専門的な内容まで踏み込むための位置にあります。国立国会図書館の書誌によると、本書には参考文献が付いています。

画像生成の計算を理論から学ぶ意味

CG の画像は、形状の表現、座標変換と投影、見えている面の判定、光の反射の計算、表面の模様の貼り付けといった処理を積み重ねて作られます。ゲームエンジンや 3DCG ソフトはこれらを内部で済ませてくれるため、使うだけなら理論を知らなくても絵は出ます。ところが、シェーダーを自分で書く、描画の破綻 (ギザギザや光り方の不自然さ) の原因を探す、処理の重さを見積もるといった場面では、行列による座標の扱いや反射モデルの式、標本化と折り返しの関係を理解しているかどうかで、手の打ち方が大きく変わります。なお 2015 年の刊行なので、2018 年に登場したリアルタイムレイトレーシング向けの GPU (NVIDIA の RTX シリーズ) のような、刊行後のハードウェアの話題は含まれません。

線形代数の前提と CG エンジニア検定エキスパートとの関係

CG の理論を読み進めるには、ベクトルと行列の計算、三角関数、基本的な微分積分に慣れていることが一般に求められます。特に座標変換は行列の積として表されるため、線形代数の基礎が手元にあると理解の速さが違います。プログラミングの経験もあると、式が描画のコードにどう対応するかを想像しやすくなります。

発行元の紹介のとおり本書の中心は理論と手法で、特定のソフトウェアの操作手順や、一つのグラフィックス API の使い方を順に追う本ではありません。本書は、CG エンジニアを目指す学生や、ゲームや映像の制作現場で描画の仕組みを理屈から説明できるようになりたいプログラマーに向けて、検定の運営団体が CG の理論をまとめた教科書です。