[程式] 黏土繪製：邁進方塊與色塊繪製

[cjcat2266 (CJ Cat)]

先貼demo~
https://www.youtube.com/watch?v=yILKJEd9pvE

我原本是在研究全畫面的射線邁進(ray marching)
雖然用了包絡空間階層(bounding volume hierarchy, BVH)優化了不少
但是感覺效能還是沒辦法進步到能夠在遊戲中廣泛應用
(當然如果遊戲本體或主要機制就是全畫面射線邁進則另當別論)
這是我的ray marching優化最終成果demo
https://www.youtube.com/watch?v=2T2FqvtXqLw

後來有不少人建議我去看看Clayxels: https://andrea-intg.itch.io/clayxels
它是一個Unity的外掛，使用邁進方塊(marching cubes)方式建構物件
與ray marching同樣是對有向距離場(signed distance field, SDF)取樣
所以同樣可以達到像是黏土般融合物件的效果
再加上用色塊(splat)的方式繪製，就可以達到類似Dreams的效果
(Clayxels算是部分受到Dreams影響)

受到了Clayxels的啟發
我便轉換跑道從ray marching改成研究marching cubes
開頭的demo影片就是目前的研究進度
已經可以達到物件融合和材質融合
接下來就要開始研究優化和工具UX了

以下是我所用到的研究資料
http://www.michaelwalczyk.com/blog/2017/5/25/ray-marching
http://www.iquilezles.org/www/articles/smin/smin.htm
http://www.iquilezles.org/www/articles/normalsSDF/normalsSDF.htm
https://box2d.org/files/ErinCatto_DynamicBVH_GDC2019.pdf
https://github.com/erincatto/box2d
http://paulbourke.net/geometry/polygonise/

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推 zxc9764315: 要看起來這麼平滑的話,cube size是多少啊?
推 dreamnook:
推 metallican: 貓大是我的神
→ aiwhat: 要看起來平滑，可以根據與該點相鄰的面重新計算 normal
→ aiwhat: vector，取代原本的 face normal
我沒有採用存取鄰近面的方法
每一個方塊是獨立的GPU thread運算
如果要存取鄰近方塊生成的面，會遇到以下兩個問題之一：
  1. 需要額外配置跨GPU thread的共同記憶體
  2. 需要重算6個鄰近方塊生成的面，會多出6倍運算量
我使用的方式是對SDF進行數值微分
https://iquilezles.org/www/articles/normalsSDF/normalsSDF.htm
不過也只用在圓滑mesh繪製模式
splat繪製模式用平的法向量就可以了
※ 編輯: cjcat2266 (160.33.168.6 美國), 05/01/2020 03:24:22
推 doomleika:
※ 編輯: cjcat2266 (160.33.168.6 美國), 05/01/2020 10:30:25