手続き型テクスチャ

コンピュータグラフィックスにおいて、手続き型テクスチャ^[1]は、直接保存されたデータではなく、数学的記述（アルゴリズム）を使用して作成されたテクスチャです。このアプローチの利点は、ストレージコストが低く、テクスチャ解像度が無制限で、テクスチャマッピングが簡単なことです。^{[2]これらの種類のテクスチャは、}木材、大理石、花崗岩、金属、石などの自然要素の表面または体積表現をモデル化するためによく使用されます。

通常、レンダリング結果の自然な外観は、フラクタル ノイズと乱流 関数^{[定義が必要]}の使用によって実現されます。これらの関数は、自然界に見られる「ランダム性」 を数値的に表現するために使用されます。

ソリッドテクスチャリングは、テクスチャ生成関数がモデルの目に見える各表面ポイントで評価されるプロセスです。そのため、結果として得られるマテリアルプロパティ (色、光沢、法線など) は、従来の 2D テクスチャマッピングのようにパラメータ化された 2D 表面位置ではなく、3D 位置のみに依存します。その結果、ソリッドテクスチャは、球の極付近で見られるような表面パラメータ空間の歪みの影響を受けません。また、隣接するパッチの表面パラメータ化間の連続性も問題になりません。ソリッドテクスチャは、表面座標系の歪みに関係なく、一貫性を保ち、一定の大きさの特徴を持ちます。^{[3]当初、これらの関数は、}シンプレックスノイズやパーリンノイズ などの手続き型ノイズ関数の単純な組み合わせに基づいていました 。現在では、構造化された規則的なテクスチャ (レンガの壁など) から構造化された不規則なテクスチャ (石垣など)、純粋に確率的なテクスチャまで、幅広い手法が利用可能です。^[4]${\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}$

セルラーテクスチャリングは、ノイズ関数を基礎として利用しないという点で、他のほとんどの手続き型テクスチャ生成技術とは異なりますが、ノイズ関数は技術を補完するためによく使用されます。セルラーテクスチャは、3次元空間に散在する特徴点に基づいています。これらのポイントは、空間をセルと呼ばれる小さなランダムにタイル化された領域に分割するために使用されます。これらのセルは、「トカゲの鱗」、「小石」、「敷石」のように見えます。これらの領域は離散的ですが、セルラー基底関数自体は連続しており、空間のどこでも評価できます。^[5] ウォーリーノイズは、一般的なタイプのセルラーテクスチャです。

遺伝的テクスチャ生成は、テクスチャを生成する実験的なアプローチです。これは、人間のモデレーターによってガイドされる自動化されたプロセスです。制御フローでは通常、コンピューターがテクスチャ候補のセットを生成します。ユーザーはこの中から選択します。次に、コンピューターは、ユーザーが選択したテクスチャの要素を突然変異および交配して、別のテクスチャのセットを生成します。^[6]この突然変異および交配生成方法がどのように達成されるかの詳細については、「遺伝的アルゴリズム」を参照してください。このプロセスは、ユーザーに適したテクスチャが生成されるまで続行されます。結果を制御するのが難しいため、この方法は通常、実験的または抽象的なテクスチャにのみ使用されます。

単純なホワイトノイズから始めて、自己組織化プロセスにより、ある程度のランダム性を維持しながら構造化されたパターンを作成できます。反応拡散システムは、このようなテクスチャを生成する 1 つの方法です。流体内の複雑な化学反応をシミュレートすることで、リアルなテクスチャを生成できます。これらのシステムは、動物の模様 (貝殻、魚、野生の猫など) など、自然界に見られる実際のプロセス (形態形成) に似た動作を示す場合があります。

• サブスタンスデザイナー
• フィルターフォージ
• TexRD (反応拡散に基づく: 自己組織化テクスチャ)
• マテリアルメーカー（ Godotエンジンベース）

特殊なプログラム以外にも、 Blender、CorelDRAW、^[7]などには、テクスチャを生成するために使用できる手続き型テクスチャサブシステムが含まれています。

• パーリンノイズ
• ピクセルシェーダー
• 手続き型生成
• 自己組織化
• シンプレックスノイズ
• テクスチャアーティスト
• テクスチャ合成