環水平アークは、一般に火の虹として知られる大気光学現象で、巻雲の中にスペクトル色の帯として現れます。これは、太陽光が中高度の大気中に浮かぶ六角形の氷晶に当たることで発生し、通常は夏季に見られます。デジタルで再現するには、光の屈折と結晶の向きを正確に理解する必要があり、これは最新の3Dツールで取り組める技術的課題です。
Unreal Engine 5とBlender Cyclesにおける物理シミュレーション 🌈
この効果をUnreal Engine 5で再現するには、Sky Atmosphereシステムを低い太陽高度（地平線上の57度から68度の間）と、巻雲層に高密度の氷粒子を設定する必要があります。鍵となるのは、Aerosol Densityパラメータとミー散乱を調整して、水平方向に配向した結晶での屈折をシミュレートすることです。Blenderでは、体積散乱シェーダーとスネルの法則に従うスペクトルグラデーションを持つ雲のボリュームをモデリングします。氷晶は、屈折率1.31のパーティクルとして表現され、方向性のある太陽光で照らされます。現象の高度（6～12km）と季節性（中緯度の夏季）は、視覚的なアーティファクトを避けるための重要なパラメータです。
科学的精度に関する技術的考察 🔬
主な技術的難しさは、個々の結晶での屈折をリアルタイムで計算するレンダリングエンジンが存在しないことです。UE5では、大気が事前計算されたテーブルを使用してプロセスを簡略化するため、スペクトルの忠実度が制限されます。Blender Cyclesは物理的制御性に優れていますが、レンダリング時間が長くなります。厳密な科学可視化プロジェクトには、基準シミュレーションとしてBlenderを、インタラクティブなデモにはUE5を推奨します。その際、正確な太陽高度と結晶の配向を常に基本変数として維持します。
Unreal Engine 5において、プロシージャルマテリアルと高忠実度ビジュアルシェーダーを使用して、氷晶による光の分散と屈折を再現し、環水平アークをシミュレートする方法
(追記：マンタのアニメーションが感動的でなければ、いつでも第2チャンネルのドキュメンタリー音楽を追加できます)