10. サンプル Material

この章では、Material のサンプルを実装します。この Material は、Perlin ノイズを3オクターブを足し合わせて不均一な霧（patchy fog）の効果を作成します。また、その結果を透明度の調整に使います。これはたくさんの調整可能なパラメータ（霧の色と濃さ、光を散乱させる強度、影を作るかどうか）を含みます。

すべてのソースコードは PatchyFog.java にあります。以下は getMaterialSpec() メソッドです。

public void getMaterialSpec(MaterialSpec spec, double x, double y, double z, double xsize, double ysize, double zsize, double t)
{
  double size = 1.0, scale = 1.0;
  float d = 0.0f;

  for (int i = 0; i < 3 && xsize < size && ysize < size && zsize < size; i++)
    {
      d += (float) (size*Noise.value(x*scale+123.456, y*scale+123.456, z*scale+123.456));
      size *= 0.5;
      scale *= 2.0;
    }
  d = 0.5f*d + 1.0f - thickness;
  if (d > 1.0f)
    d = 1.0f;
  else if (d < 0.0f)
    d = 0.0f;
  spec.transparency.setRGB(d, d, d);
  spec.color.copy(color);
  if (scattering > 0.0f)
    {
      d = scattering*(1.0f-d);
      spec.scattering.setRGB(d, d, d);
      spec.eccentricity = 0.0;
    }
}

このメソッドについて重要な注意点がいくつもあります。

ノイズの各オクターブは、その前の強度を半分に、周波数を2倍にしています。これは正当で普通の配列方法ですが、これだけが可能なものとは限りません。ほかの比率で、霧に異なる特徴を与えられます。
各座標に 123.456 を足していることに注意してください。これはノイズのオクターブ同士を、異なる量で相殺するための効果です。これは、x, y, z がすべて整数のときは常に Perlin ノイズがゼロに等くなるため、決定的となります。この相殺がないと、異なるオクターブからのゼロが一致して、ノイズ関数内で合計された、規則正しいゼロの格子が発生してしまいます。この対策はほかにもあります（周波数を2からわずかに異なる数字でかけ算、またはそれぞれのノイズオクターブに異なる向きを適用）。
アンチエイリアスに、とても単純なフォームを使います。単に、xsize, ysize, zsize の最大値より少ないスケールの変化を持つオクターブを省略します。明らかに、それ以前より洗練されます。
The line

以下の行
```
d = 0.5f*d + 1.0f - thickness;
```
は少し不定な感じです。範囲 [0, 1] の濃さの値で、便利な材質の範囲を、とても薄い状態からほぼ完全に不透明まで含ませたいところです。そしてこの関数は経験的に、良い結果をもたらすことが知られています。
もし scattering = 0 なら、散乱色や偏りをわざわざ設定しなくていいことにご注目ください。isScattering() メソッドが以下を実装しているからです。
```
public boolean isScattering()
{
  return (scattering > 0.0f);
}
```
scattering = 0 のときは isScattering は「偽」(false) を返し、レンダラーは散乱色を無視します。

以下は PatchyFog Material をレンダーした画像です。

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