miファイルでシーン記述

Maya2010からエクスポートしたシーン記述を編集しました。設定少しずつ分かってきました。
物理スカイ・物理サンの数理は複雑ですが、「カメラに特製のサングラスレンズ（露出）をつけ、背景に生きた空（スカイ）をはめ込み、太陽の光の矢を突き刺す」という構造がコードの繋がりから一目で分かるため、高校生にとっても最高の応用編教材になります！

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min version "3.7"
# 🔌 [プラグイン接続] mental rayに「リアルな地球の空気や太陽の光」を計算する特別な回路（シェーダー）を読み込みます
link "AdskShaderSDK.dll"
link "mayabase.dll"
link "architectural.dll"
link "base.dll"
$include "AdskShaderSDK.mi"
$include "mayabase.mi"
$include <architectural.mi>
$include <base.mi>

# =========================================================================
# ⚙️ レンダーオプション設定
# =========================================================================
options "opt"
	samples 0 2             # 綺麗にギザギザ（ジャギー）を消すアンチエイリアシングの設定です
	shadow on               # 影の計算を有効にします
	finalgather on          # 【超重要】「ファイナルギャザー」という機能です。
	                        # 空全体の青い光が地面に回り込む、リアルな「間接光（大域照明）」を計算します。
	"finalgather mode" "automatic"
	face both
end options

# =========================================================================
# ☀️ 物理的な太陽光（mia_physicalsun）の定義
# =========================================================================
light "sunShape"
	"mia_physicalsun" ( 
		"on" on, 
		"multiplier" 1.0,   # 太陽光の強さ（エネルギー）です
		"y_is_up" on,       # Y軸を「上空」として扱います
		"rgb_unit_conversion" 0.0001 0.0001 0.0001 
	)
	# 📍 太陽光の向き（光の矢の目的地）：
	# [-1, -1, -1] なので、「左（西）へ、下へ、手前（南）へ」向かって斜め45度で突き刺さる、朝方の光です！
	direction -1. -1. -1.
end light

# 💡 太陽をシーンに配置するためのスタンド（インスタンス）です。今回は回転なしのクリーンな状態にしています。
instance "sunDirection" "sunShape"
	transform
		1. 0. 0. 0.
		0. 1. 0. 0.
		0. 0. 1. 0.
		0. 0. 0. 1.
end instance

# =========================================================================
# 🕶️ トーンマッピング（mia_exposure_simple）の定義
# =========================================================================
# 物理的な空や太陽は、普通のライトに比べて「何万倍も眩しい」超高エネルギーを持っています。
# そのままだと画面が真っ白に白飛びしてしまうため、このシェーダーが「人間の目やカメラのレンズ」の代わりになって、
# 眩しさをちょうどいい明るさに自動で引き締める（露出調整をする）フィルターの役割を果たします。
shader "mia_exposure_simple1"
	"mia_exposure_simple" (
		"gain" 0.1,         # 画面全体の明るさの調整弁です
		"gamma" 2.2         # 画面の暗い部分を人間の目に合わせて自然に持ち上げる、おなじみのガンマ値です
		)

# =========================================================================
# 🌤️ 物理的な空（mia_physicalsky）の定義
# =========================================================================
# 太陽の位置を自動的に感知して、地平線から天頂までの「本物の空のグラデーション」を自動生成する贅沢なシェーダーです。
shader "mia_physicalsky1"
	"mia_physicalsky" (
		"on" on,
		"multiplier" 0.5,
		"rgb_unit_conversion" 0.0001 0.0001 0.0001 1.,
		"redblueshift" -0.3, # 空の「青み」の調整です。数値をいじると夕焼け空っぽくすることもできます
		"ground_color" 0.2 0.2 0.2 1., # 地平線より下の「大地の基本色」です
		"sun" "sunDirection",# 【超重要】上で作った太陽のインスタンス「sunDirection」とここでリンク（合体）させます！
		"sun_disk_scale" 4., # 画面に映り込む「太陽の丸いお皿（光源）」の大きさです
		"y_is_up" on
		)


# =========================================================================
# 🎥 カメラ設定（映画の「ショット」を決める監督の視点！）
# =========================================================================
camera "cam"
    output "rgba" "mi01day.tif"
    focal 50.0
    aperture 36.0
    aspect 1.33333
    resolution 640 480
  
    # 🔗 カメラのレンズの前に、さっき作った「露出フィルター」と「リアルな空の背景」をカチッと装着します！
    lens = "mia_exposure_simple1"
    environment = "mia_physicalsky1"
end camera

# カメラを配置するトランスフォーム行列です
instance "cam_inst" "cam"
    transform       -1.0000 0.0000 0.0000 0.0
                    0.0000 0.9806 0.1961 0.0
                    0.0000 0.1961 -0.9806 0.0
                    -0.0000 -4.9029 -26.4757 1.0
end instance

# =========================================================================
# 🎨 マテリアル（質感）と 📐 ジオメトリ（型紙）の定義
# =========================================================================
# ※（ここは前回の「たい焼きの型」のフェーズと同じです。地面用の白いマットと、球体・立方体の型を準備しています）
light "env_light"
    "mib_light_infinite" ( "color" 0.8 0.8 0.8, "shadow" on )
end light

instance "env_light_inst" "env_light"
    transform       -0.7071 0.5774 -0.4082 0.0
                    0.0000 0.5774 0.8165 0.0
                    0.7071 0.5774 -0.4082 0.0
                    0.0000 0.0000 -122.4745 1.0
end instance

material "red_plastic"
    "mib_illum_phong" ( "ambient" 0.0 0.0 0.0, "diffuse" 0.8 0.2 0.2, "specular" 0.9 0.9 0.9, "exponent" 50.0, "lights" ["env_light_inst"] )
end material

material "white_matte"
    "mib_illum_phong" ( "ambient" 0.1 0.1 0.1, "diffuse" 0.7 0.7 0.7, "specular" 0.1 0.1 0.1, "exponent" 10.0, "lights" ["env_light_inst"] )
end material

object "sphere_geo" visible shadow trace tag 1
    basis "bs" bspline 3
    group
             0.0000  5.0000  0.0000          0.7957  5.0000  1.3781
            -0.7956  5.0000  1.3781         -1.5913  5.0000  0.0000
            -0.7957  5.0000 -1.3781          0.7956  5.0000 -1.3781
             1.5913  5.0000  0.0000          2.3448  3.9181  4.0613
            -2.3448  3.9181  4.0613         -4.6896  3.9181  0.0000
            -2.3448  3.9181 -4.0613          2.3448  3.9181 -4.0613
             4.6896  3.9181  0.0000          3.3276  0.0000  5.7636
            -3.3276  0.0000  5.7636         -6.6552  0.0000  0.0000
            -3.3276  0.0000 -5.7636          3.3276  0.0000 -5.7636
             6.6552  0.0000  0.0000          2.3448 -3.9181  4.0613
            -2.3448 -3.9181  4.0613         -4.6896 -3.9181  0.0000
            -2.3448 -3.9181 -4.0613          2.3448 -3.9181 -4.0613
             4.6896 -3.9181  0.0000          0.7957 -5.0000  1.3781
            -0.7956 -5.0000  1.3781         -1.5913 -5.0000  0.0000
            -0.7957 -5.0000 -1.3781          0.7956 -5.0000 -1.3781
             1.5913 -5.0000  0.0000          0.0000 -5.0000  0.0000

            v 0     v 1     v 2     v 3     v 4     v 5     v 6     v 7
            v 8     v 9     v 10    v 11    v 12    v 13    v 14    v 15
            v 16    v 17    v 18    v 19    v 20    v 21    v 22    v 23
            v 24    v 25    v 26    v 27    v 28    v 29    v 30    v 31

            surface "surf" ""
                    "bs" 0 6   -3. -2. -1. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
                    "bs" 0 4    0.  0.  0. 0. 1. 2. 3. 4. 4. 4. 4.

                    31 31 31 31 31 31 31 31 31 26 25 30 29 28 27 26
                    25 30 20 19 24 23 22 21 20 19 24 14 13 18 17 16
                    15 14 13 18  8  7 12 11 10  9  8  7 12  2  1  6
                     5  4  3  2  1  6  0  0  0  0  0  0  0  0  0

            approximate surface parametric 3 3 "surf"
    end group
end object

object "ground_geo" visible trace shadow tag 1
    group
        -50.0  0  -50.0
        -50.0  0   50.0
         50.0  0  -50.0
         50.0  0   50.0
        v 0  v 1  v 2  v 3
        p "white_matte" 0 1 3 2
    end group
end object

object "cube_geo" visible trace shadow tag 2
    group
        -5 -5 -5
         5 -5 -5
        -5 -5  5
         5 -5  5
        -5  5 -5
         5  5 -5
        -5  5  5
         5  5  5
        v 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7
        p "red_plastic" 0 1 5 4
        p "red_plastic" 1 3 7 5
        p "red_plastic" 3 2 6 7
        p "red_plastic" 2 0 4 6
        p "red_plastic" 4 5 7 6
        p "red_plastic" 2 3 1 0
    end group
end object

# =========================================================================
# 🎬 配置（型紙を空間に呼び出して、本物のたい焼きとして並べる！）
# =========================================================================

# 世界の中心に白い地面を敷きます
instance "ground_inst" "ground_geo"
    material "white_matte"
    transform       1 0 0 0   0 1 0 0   0 0 1 0   0 0 0 1
end instance

# 🔴 球体の型紙（sphere_geo）から「sphere_inst」を取り出して、高さ-5（地面のすぐ上）へ配置します
instance "sphere_inst" "sphere_geo"
    material "red_plastic"
    transform       1.0000 0.0000 0.0000 0.0000
                    0.0000 1.0000 0.0000 0.0000
                    0.0000 0.0000 1.0000 0.0000
                    0.0000 -5.0000 0.0000 1.0000
end instance

# =========================================================================
# ⚙️ 撮影ステージ（instgroup）の組み立てと、本番レンダリング
# =========================================================================
# 💡 ココがポイント！：ステージのメンバー（scene）の中に、普通のオブジェクトだけでなく、
# 太陽の光のスタンドである「 "sunDirection" 」もしっかりと並び立たせています！
instgroup "scene"
    "cam_inst"
    "env_light_inst"
    "ground_inst"
    "sphere_inst"
    "sunDirection"
end instgroup

# よーい、スタート！ 組み立てたステージ（scene）を、特製レンズをつけたカメラ（cam_inst）で最高画質でパシャリと撮影します！
render "scene" "cam_inst" "opt"

3D空間の軸（X, Y, Z）を、世界の方角（東西、上下、北南）に当てはめてみましょう。

X軸（左右）：プラスなら「東（右）」、マイナスなら「西（左）」

Y軸（上下）：プラスなら「空（上）」、マイナスなら「地（下）」

Z軸（前後）：プラスなら「奥（北）」、マイナスなら「手前（南）」

direction 1. -1. 0. の場合：
光の矢は プラスX（右・東） に向かって飛びます。
すると、光に押し出されるように、オブジェクトの影も プラスX（右・東） の方向へ伸びます。
カメラ（手前）から画面を見ると、「（画面の）右側に影ができる」 ことになります。

つまり、「数値のプラスマイナス」と「影ができる方角（左右・前後）」は完全にそのまま一致する のです！

☀️ 【完全版】`direction` と影の連動マップ

高校生に教えるときは、ややこしい太陽の位置（東西南北）で教えるよりも、「入力した数字の方向に、そのまま影のスタンプが押し出されるよ！」 と教えるのが一番ブレなくて確実です。

設定数値 [X, Y, Z]	光の矢が向かう方向	🎬 レンダリングされる影の向き
`0. -1. 0.`	下へ	真下にできる（影が一番小さくなる正午）
`0. -1. -1.`	下へ、手前へ	手前（手前側）にできる（自分に向かって伸びる影）
`0. -1. 1.`	下へ、奥へ	奥（画面の奥）にできる
`1. -1. 0.`	右へ、下へ	右（画面の右側）にできる
`-1. -1. 0.`	左へ、下へ	左（画面の左側）にできる
`-1. -1. -1.`	左へ、下へ、手前へ	左手前（画面の左手前側）にできる
`1. -1. -1.`	右へ、下へ、手前へ	右手前（画面の右手前側）にできる

🎓 高校生への解説の切り口

「太陽の位置を想像しようとすると、東から昇って西に沈んで……と頭が混乱しちゃうよね。
だけど、mental rayのルールは超シンプル！
direction の [X, Y, Z] に入れた数字のプラスマイナスが、そのまま『影が伸びていく方向』の矢印になるんだ。

Xに 1（プラス）を入れたら、影は右に伸びる。

Xに -1（マイナス）を入れたら、影は左に伸びる。

Zに 1（プラス）を入れたら、影は奥に伸びる。

Zに -1（マイナス）を入れたら、影は手前に伸びる。

Yだけは、光を地面に叩きつけなきゃいけない（夜にしちゃいけない）から、いつも -1（下向き）にしておこうね！」

direction 0. -1. 0. #下へ

direction 0. -1. -1. #下へ, 手前（南）へ, 影手前にできる

direction 0. -1. 1. #下へ,奥（北）へ, 影奥にできる

direction 1. -1. 0. #西（左）へ, 下へ, 影左にできる

direction -1. -1. 0. #東（右）へ, 下へ, 影右にできる

direction -1. -1. -1. #東（右）へ, 下へ, 手前（南）へ, 影右にできる

direction 1. -1. -1. #西（左）へ, 下へ, 手前（南）へ, 影左にできる