レンダリング

Ray Marching: Volume Shader が WebGL で空間をサンプリングする方法

Ray marching が WebGL で空間をどうサンプリングし、step count、density、early exit が FPS にどう影響するかを整理します。

学べること

GLSL 内で視線 ray を反復サンプルループに落とし込む方法。
step count と step size が負荷を決める理由。
密度積分が見えない標本を可視的な色へ変える流れ。
早期打ち切り（early exit）が品質と速度を両立する場面。
ベンチ比較で固定すべき最重要パラメータ。

簡単な定義

Ray Marching は、視線方向に沿って ray を少しずつ進め、各ステップで関数を評価して密度や色を加算する体積レンダリング手法です。

How does ray marching work in a volume shader? ガイド

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実測ではブラウザ、プリセット、ウィンドウサイズ、電源状態、熱状態を固定します。動作が重い場合は複雑度を下げるか停止してください。

float t = 0.0;
float density = 0.0;

for (int i = 0; i < 96; i++) {
  vec3 p = ro + rd * t;
  float sampleValue = mapDensity(p);
  density += sampleValue * 0.04;
  t += 0.03;
  if (density > 1.0 || t > 6.0) break;
}

What ray marching settings change performance? ガイド

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実測ではブラウザ、プリセット、ウィンドウサイズ、電源状態、熱状態を固定します。動作が重い場合は複雑度を下げるか停止してください。

Why does ray marching make a good browser stress test? ガイド

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実測ではブラウザ、プリセット、ウィンドウサイズ、電源状態、熱状態を固定します。動作が重い場合は複雑度を下げるか停止してください。

重要ポイント

01 Ray Marching は概念が単純でも、全ピクセル反復で高コスト化。
02 ステップ数を増やすと精細化する反面 FPS が下がる。
03 early exit は密な体積での重要な最適化。
04 比較では step 数と preset、レンダサイズを固定する。

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