WebGPU Ocean - WebGPUを使用しブラウザ上でリアルタイム流体を描画！Githubリポジトリも公開中！

matsuoka-601氏がWebGPUを使用してリアルタイムで海の動きを描画するプロジェクト「WrebGPU Ocean」をGithub上で公開しました。

WebGPU Ocean

WebGPU Oceanは、WebGPUグラフィックスAPIを活用して、リアルな海の波や動きを描画するプロジェクトです。特に、海の表面の細かな変化や光の反射が美しく表現されており、リアルタイムで動作します。

• シミュレーションにはMLS-MPMを実装：統合グラフィックスで約10万個の粒子、適切なGPUで約30万個の粒子のリアルタイムシミュレーションが可能
• パーティクル ツー グリッド (P2G) ステージはコンピュート シェーダーに実装
• インタラクティブ アプリケーション向け粒子ベース流体シミュレーションに基づくSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH)も実装（切り替え可能）
  • GPU での高速近傍検索には、 FAST FIXED-RADIUS NEAREST NEIGHBORS: INTERACTIVE MILLION-PARTICLE FLUIDSで説明されているアルゴリズムを使用
• GDC 2010 スライドで説明されているスクリーン スペース レンダリングは、流体のリアルタイム レンダリングに使用

MLS-MPM

このプロジェクトでは、MLS-MPM（Moving Least Squares Material Point Method）という手法が使われています。
MPMは、「Material Point Method（マテリアルポイント法）」の略称で、流体や柔らかい物体の動きを計算するための手法です。この手法では、物体や流体を「粒子（ポイント）」として扱い、それらの動きをシミュレーションします。これにより、リアルな物理現象を計算することができます。
MLS-MPMは、MPMをさらに改良した手法です。「MLS（Moving Least Squares）」という数学的な手法を取り入れることで、以下のようなメリットを実現しています：

リンク

WebGPU で実装した，MLS-MPM による流体シミュレーションをデプロイしました．ブラウザ上で動きます．SPH よりもかなり高速です．/ A MLS-MPM fluid simulation in WebGPU has been deployed!
demo : https://t.co/Dm8QTxo6gO
repo : https://t.co/X0I484K4i5 pic.twitter.com/wW1Gn3pXEo

— matsuoka-601 (@matsuoka_601) January 10, 2025