Raymarching — это достаточно новая техника, используемая для рендеринга сцен реального времени. Она особенно интересна тем, что полностью вычисляется в шейдере экранного пространства. Другими словами, рендерер не получает доступа к данным мешей и сцена отрисовывается на одном четырёхугольнике, покрывающем всю область видимости камеры. Объекты в сцене задаются аналитическим уравнением, описывающим кратчайшее расстояние между точкой и поверхностью всех объектов сцены (поэтому полностью техника называется полями расстояний Raymarching-а). Оказывается, что даже при наличии только этой информации мы можем создавать поразительно сложные и красивые сцены. Более того, благодаря тому, что мы не используем полигональные меши (и вместо них применяются математические уравнения), здесь, в отличие от традиционного рендерера, можно задавать идеально плавные поверхности.
Snail Иниго Килеза была полностью создана при помощи raymarching. Другие примеры подвергнутых raymarching-у сцен можно найти на Shadertoy.
В этой статье мы сначала расскажем о фундаментальных понятиях и теории raymarching, а затем покажем, как реализовать простейший raymarcher в игровом движке Unity. Далее мы продемонстрируем, как на практике встроить raymarching в настоящую игру на Unity, позволив объектам с raymarching-ом перекрываться обычными GameObjects.
Полный код можно найти в этом репозитории Github.
