Godot入門：DirectionalLight3Dの使い方と活用法

はじめに
DirectionalLight3Dとは？
このノードを使うべき場面
主なプロパティと機能
もっと使いこなす：カスタマイズできるパラメータ
まとめ
シリーズ：Godot 4 ノード解説

はじめに

3Dシーンで太陽や月の光を表現するには、どんなライトを使えばいいのでしょう？その答えがDirectionalLight3Dです。この記事では、無限遠から平行に光を照射するライトの基本から、影の設定まで解説します。

この記事を読むことで、屋外シーンの照明設計、影の表現、そして複数ライトの組み合わせが身につきます。

3種類のライトタイプの光の範囲 — DirectionalLight3Dは無限遠から平行光線を照射します。OmniLight3D（全方向）、SpotLight3D（懐中電灯状）とは光の範囲が異なります。

DirectionalLight3Dとは？

DirectionalLight3Dは、無限遠から平行に光を照射する3Dライトノードです。太陽光や月光のように、光源が非常に遠いために、シーン全体に均等な光と影をもたらします。

DirectionalLight3Dは「太陽と同じ光」です。どこにいても同じ方向から同じ強度の光が降り注ぎます。

継承ツリー：


DirectionalLight3D
  ├── Light3D
  │   ├── VisualInstance3D
  │   │   ├── Node3D
  │   │   │   └── Node
  │   │   └── ...
  │   └── ...
  └── ...

このノードを使うべき場面

DirectionalLight3Dを使う場面：

屋外シーンの太陽光（主照明）
月光や昼間の空光の表現
シーン全体に影を落としたいとき
時間帯による光の色・強度の変化をシミュレーション
ゲームシーン全体を均等に照らすデフォルトライト

DirectionalLight3Dを使わない場面：

光源が限定された範囲のみに照射（懐中電灯、照明等）→ SpotLight3D を使う
光源が点状で全方向に照射 → OmniLight3D を使う
屋内で複数の点光源が必要 → OmniLight3D を使う

主なプロパティと機能

プロパティ	型	説明
`light_color`	Color	ライトの色。白は Color.WHITE、朝日なら黄色など
`light_energy`	float	光の強度。1.0がデフォルト。大きいほど明るい
`light_energy_multiplier`	float	light_energy の倍数。複数ライトのバランス調整に便利
`light_shadow`	bool	影を投影するか。true で影が生成される
`shadow_mode`	ShadowMode	影の品質。UNFILTERED/PCF3/PCF5/PCF7/PCF9/PCF13
`directional_shadow_max_distance`	float	カメラからこの距離までのオブジェクトが影を落とす
`directional_shadow_split_count`	int	カスケード影の分割数。1/2/4 推奨
`directional_shadow_fade_start`	float	影が薄れ始める距離の比率（0.0〜1.0）

重要メソッド：


# ライトの有効・無効を切り替え
set_enabled(true)

# 光の強度と色を同時に調整
set_light_color(Color.WHITE)
set_light_energy(1.5)

# 影の設定を変更
set_shadow_enabled(true)
set_shadow_mode(Light3D.SHADOW_PCF5)

コード例1：時間帯による光の色と強度の変化


extends DirectionalLight3D

@export var cycle_duration: float = 120.0  # 時間周期（秒）
var time_of_day: float = 0.0  # 0.0 = 朝、1.0 = 次の朝

func _process(delta: float) -> void:
    # 時間を進める
    time_of_day += delta / cycle_duration
    if time_of_day >= 1.0:
        time_of_day = 0.0

    # 朝（明るい黄色）
    var morning_color = Color.from_hsv(0.08, 0.3, 1.0)  # 薄い黄色
    var morning_energy = 1.0

    # 昼（白）
    var noon_color = Color.WHITE
    var noon_energy = 1.2

    # 夕方（オレンジ）
    var evening_color = Color.from_hsv(0.05, 0.7, 1.0)  # オレンジ
    var evening_energy = 0.8

    # 夜（薄紫）
    var night_color = Color.from_hsv(0.75, 0.5, 0.6)  # 薄紫
    var night_energy = 0.3

    var time_phase: float
    var color1: Color
    var color2: Color
    var energy1: float
    var energy2: float

    if time_of_day < 0.25:  # 朝 -> 昼
        time_phase = time_of_day / 0.25
        color1 = morning_color
        color2 = noon_color
        energy1 = morning_energy
        energy2 = noon_energy
    elif time_of_day < 0.5:  # 昼 -> 夕方
        time_phase = (time_of_day - 0.25) / 0.25
        color1 = noon_color
        color2 = evening_color
        energy1 = noon_energy
        energy2 = evening_energy
    elif time_of_day < 0.75:  # 夕方 -> 夜
        time_phase = (time_of_day - 0.5) / 0.25
        color1 = evening_color
        color2 = night_color
        energy1 = evening_energy
        energy2 = night_energy
    else:  # 夜 -> 朝
        time_phase = (time_of_day - 0.75) / 0.25
        color1 = night_color
        color2 = morning_color
        energy1 = night_energy
        energy2 = morning_energy

    light_color = color1.lerp(color2, time_phase)
    light_energy = lerp(energy1, energy2, time_phase)

    # 光源の向きを回転させる（朝から夕方へ）
    rotation_degrees.x = -90.0 + (time_of_day * 180.0)

コード例2：影の基本的な設定


extends DirectionalLight3D

func _ready() -> void:
    # 影を有効化
    light_shadow = true

    # 影の品質を設定（高品質）
    shadow_mode = Light3D.SHADOW_PCF5

    # カスケード影（遠距離も含めた複数の解像度で影を描画）
    directional_shadow_split_count = 3  # 通常は2または4

    # カメラから200単位までの距離で影を計算
    directional_shadow_max_distance = 200.0

    # 影が薄れ始める地点（全距離の90%地点から）
    directional_shadow_fade_start = 0.9

    # ライトの色と強度
    light_color = Color.WHITE
    light_energy = 1.2

異なるshadow_mode による影の品質比較 — 左からUNFILTERED、PCF3、PCF5、PCF9です。PCFが高いほどソフトシャドウ（ぼけた影）になります。

もっと使いこなす：カスタマイズできるパラメータ

まずは基本を動かしてみてから、余裕が出たら試してみてください。

パラメータ	型	説明
`directional_shadow_blend_splits`	bool	カスケード影の分割境界をスムーズにするか
`directional_shadow_pancake_size`	float	パンケーキシャドウのサイズ調整（高度）
`volumetric_fog_gl_transmittance_bias`	float	ボリュメトリックフォグの透過性（高度）
`sky_mode`	SkyMode	スカイキューブやレアルタイム環境との連携
`light_angular_distance`	float	太陽のサイズを表現（度数法、太陽は約0.5度）