ひとことで
各地点の流れの向きと強さを色（RG チャンネル）で書き込んだ画像（フローマップ）を用意し、それに沿って UV をずらすことで、模様を場所ごとに違う向きへ流す手法です。UV スクロールが「どこでも同じ向き」なのに対し、岩を回り込む川、渦を巻く溶岩、排水口へ吸い込まれる水など、曲がりくねった流れを表現できます。Valve が『Portal 2』や『Left 4 Dead 2』の水で使った手法として知られています。
ゲームでの使いどころ
- 川・滝つぼ：岩や岸に沿って曲がる水面の模様。
- 溶岩・毒の沼：地形に沿ってゆっくり流れる、あるいは渦を巻く表面。
- 雲・星雲・ガス惑星：一方向ではない複雑な流れ。
- 魔法のエフェクト：中心へ吸い込まれる、または放射状に噴き出すエネルギー。
しくみ
素朴に考えると、UV をフローマップの向き に時間 だけずらせばよさそうです。
しかし場所ごとにずらす量が違うので、時間が経つほど模様はどんどん引き伸ばされ、ぐちゃぐちゃになります。そこで2 つの位相を半周期ずらして交互に使うのが定番の解決法です。
各層は 1 周期ぶんだけずらされたところでリセットされますが、リセットの瞬間にはその層の重みが 0 になっているので、切り替わりは見えません。2 つ目の層の UV に少しオフセットを加えておくと、同じ模様が周期的に現れる「脈打ち」を目立たなくできます。
実装のポイント
- フローマップの作り方：Houdini などで流体シミュレーションの速度を焼き込む、専用のペイントツールで描く、あるいはデモのように数式（岩を回り込むポテンシャル流）から計算する方法があります。
- テクスチャの形式：向きは線形の値なので、sRGB ではなく線形のテクスチャとして読み込みます。圧縮の誤差で向きがぶれやすいので、BC5 などの 2 チャンネル形式が向いています。
- 強さで泡を出す：流れの速さ（ベクトルの長さ）を泡や白波の量に使うと、岩の脇の速い流れが自然に白くなります。
つまずきやすい点
- 周期的な脈打ち：2 層の切り替え周期が一定なので、じっと見ると模様が周期的に「脈打つ」ように見えます。層ごとのオフセットや、位相をノイズで場所ごとにずらす方法で和らげます。
- 流れの強さとずらし幅：ずらし幅が大きすぎると、1 周期の間に模様が伸びきって見えます。流れが強い場所ほど周期を短くする工夫もあります。
- 本当の流体ではない：模様を運ぶだけなので、物を浮かべて流す、流れがぶつかって盛り上がるといった表現には、流れ場を CPU でも参照するか（デモの落ち葉）、浅水波などのシミュレーションが必要です。
デモで試すこと
- 「一方向の UV スクロール」に切り替えると、水面の模様も落ち葉も岩を突き抜けてまっすぐ流れます。フローマップでは岩を回り込みます。
- 「フローマップを表示」をオンにすると、流れの向きを色で書いた画像と、各地点の向きの矢印が見えます。岩の前後で流れが左右に分かれていることを確認してください。
- 「流れの速さ」を上げたとき、模様が伸びきらずに流れ続けるのは、2 つの位相を交互に入れ替えているからです。