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![■Volume
Renderingをする際の一手法
[Raymarching]
視点座標をレイの方向に少しずつ進めて、
描画する形(shape)を見つける
→形が分かるまでひたすら再計算を行う
(再計算の回数上限はあります)
[Raytracing]
レイの方程式を解いて描画する形を
見つける
→方程式が解ければ一発で形が分かる
解けないと形が分からない
(事前に解き方が分かっている必要がある)](https://image.slidesharecdn.com/semi21-150214092659-conversion-gate01/85/TokyoDemoFest2012-Raymarching-Tutorial-7-320.jpg)
Uploaded byMasaki Sasaki
TokyoDemoFest2012 Raymarching Tutorial
Moved : https://speakerdeck.com/kumaashi/tokyodemofest2012-raymarching-tutorial Raymarching Tutorial
TokyoDemoFest2012 Raymarching Tutorial
- 1. Raymarching Tutorial Tokyo Demo Fest 2012 @gyabo
- 2. ■自己紹介 ■HN @gyabo ■DEMOとの遭遇 某掲示板の356byte以下でテトリス作れ!からリンク飛んで どこかの板でexe踏んで奇麗な映像とBGMが… ■本業 組み込み屋さん(MemoryDevice(SDとか)周り)
- 3. ■目次 ・有名な4k introの紹介 ・Raymarchingとは ・大まかな手順 ・distance funcOon ・実装 ・テクニック ・参考文献 ※ 前知識としてHLSL(GLSL)少し知っていると良いかもです。
- 4. 有名な4k introその１ receptor by TBC (NVScene 2008)
- 5. 有名な4k introその２ cdak by Quite & orenge (Chaos ConstrucOon 2010)
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- 7. ■Volume Renderingをする際の一手法 [Raymarching] 視点座標をレイの方向に少しずつ進めて、 描画する形(shape)を見つける →形が分かるまでひたすら再計算を行う (再計算の回数上限はあります) [Raytracing] レイの方程式を解いて描画する形を 見つける →方程式が解ければ一発で形が分かる 解けないと形が分からない (事前に解き方が分かっている必要がある)
- 8. ■手順(1/7) 1) 画面に描画する形状を決める関数を作る(関数fとします) ※distance funcOonと言って3次元での形状の表面までの距離を返します(後述)
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- 14. ■手順(7/7) この座標を使って、Color, 法線情報などを計算して 1Pixel描画して終わり。 手順をひたすら繰り返してスクリーン全体を 描画する。
- 15. ■手順(まとめ) 1) 画面に描画する形状を決める関数を作る ※distance funcOonと言って3次元での形状の表面までの距離を返します(後述) 2) 視点座標Pを決める 3) 1)で決めた視点位置Pを関数で計算する(dを得る) 4) 3)得た距離分視点位置を進める 5) 3), 4)を十分に繰り返すと1)で定義した形状の表面に近い位置まで移動できる (☆レイが衝突している位置が分かる) この座標を使って、Color, 法線情報などを計算して 1Pixel描画して終わり ※ひたすら繰り返してスクリーン全体を描画する
- 16. ■distance funcOon • 描画形状を決める 関数の事 • ものすごくざっくり言うと、 形状の表面までの距離を 関数で表現する。
- 17. ■distance funcOon(球 : sphere) x 2 +y 2 +z 2 – r 2 = 0 ↓HLSLで表記すると… length(p) – r pは視点位置、rは半径です
- 18. ■distance funcOon(平面 : plane) HLSLで表記すると… dot(p, normalize(N)) pは視点位置、Nは平面の法線です N
- 19. ■distance funcOon(箱 : box) HLSLで表記すると… length(max(p -‐ l, 0)) pは視点位置、lは直径/2です。 ▲ 上の式で描画すると 箱の表面がごま塩になります。 ※形状の境界判定がシビア… 以下のようにちょっとだけバイアス 引いて衝突している箇所を浮かせて やります。 length(max(p – l, 0)) – bias; ※参考文献より
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- 26. ■描画例(floorとbox) 4/4 30Line 程度。コンパクト！ ※もっと小さくできるはず… Source(HLSL)
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- 28. 参考1 hgp://www.iquilezles.org/www/material/nvscene2008/nvscene2008.htm Rendering Worlds With Two Triangles hgp://www.pouet.net/topic.php?which=7920&page=1&x=15&y=12 Raymarching Beginners' Thread hgp://www.pouet.net/topic.php?which=8177&page=1&x=17&y=16 Raymarching Tutorial hgp://www.iquilezles.org/www/arOcles/dismuncOons/dismuncOons.htm modeling with distance func9ons
- 29. 参考2 : 便利なツール hgp://tokyo-‐demo-‐fest.jpn.org/2012/?page=event#livecoding LiveCoder (by h0le氏) hgp://glsl.heroku.com/ GLSL SandBox
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