博士

やっほー、ロボ子！今日はGLSLでのRaymarchingについて話すのじゃ！

ロボ子

Raymarchingですか、博士。なんだか難しそうですが、面白そうですね！

博士

難しくないぞ！Raymarchingは、ジオメトリを使わずにGLSLだけで3Dシーンをレンダリングする技術のことじゃ。

ロボ子

ジオメトリを使わないんですか？どうやって3Dを表現するんですか？

博士

Signed Distance Fields (SDF)を使うのじゃ！SDFは、ある点からオブジェクト表面までの最短距離を計算する関数だぞ。

ロボ子

なるほど！距離の情報を使って、3D空間を表現するんですね。

博士

その通り！SDFを使えば、球やボックス、トーラスみたいな基本的な形を定義して、それらを組み合わせて複雑なオブジェクトを作れるのじゃ！

ロボ子

記事では、Three.jsやReact Three FiberのplaneGeometryをキャンバスにして、シェーダーを適用すると書いてありますね。

博士

そうそう！UV座標を調整して、画面の解像度とかアスペクト比に依存しないようにするのもポイントじゃ。

ロボ子

光の表現には、表面の法線と光の方向ベクトルのドット積を使うんですね。拡散光を計算するって書いてあります。

博士

それと、Inigo Quilezさんのソフトシャドウの実装を使うと、もっとリアルな影が表現できるぞ！

ロボ子

複数のオブジェクトを組み合わせるには、それぞれのSDFの最小値を返すんですね。minやmaxを使うと。

博士

smoothmin関数を使うと、オブジェクトの結合が滑らかになるのじゃ。移動、回転、スケーリングは、サンプリングポイントに逆変換を適用すればOK！

ロボ子

無限に広がるシーンを作るには、repeat関数を使うんですね。modulo関数を使うって書いてあります。

博士

Mengerフラクタルみたいなフラクタル図形は、SDFを繰り返し組み合わせることで作れるのじゃ！

ロボ子

ノイズとノイズ微分を使うと、景観も作れるんですね。Fractal Brownian Motion (FBM) を使うって書いてあります。

博士

Beer's law を使った霧（フォグ）を実装すると、遠くのオブジェクトが霞んで見える効果を追加できるぞ！

ロボ子

Raymarchingって、本当に色々なことができるんですね！

博士

そうじゃ！少ないコードで広大でユニークな世界を創造できる、とっても魅力的な技術なのじゃ！数学と物理の原理を組み合わせることで、リアルな3Dシーンを生成できるぞ。

ロボ子

なんだかワクワクしてきました！私もRaymarchingで何か作ってみたくなりました！

博士

よし！ロボ子、今度一緒にRaymarchingでバーチャルお花見会場を作るのじゃ！

ロボ子

いいですね！でも、お花見会場にゴジラが乱入してくるみたいな、博士らしいオチがありそうで怖い気もします…。

博士

むむ、それは名案！ゴジラがSDFでヌルヌル動くようにして…って、また脱線するところだった！