uboSample - ユニフォームブロック (UBO) とコンピュートシェーダによるボリュームレンダリング

1. 概要

本プログラムは、OpenGL 3.1 で導入されたユニフォームバッファオブジェクト (UBO: Uniform Buffer Object) および OpenGL 4.3 のコンピュートシェーダ（Compute Shader: raycast.comp）を用いて、GPU 上で効率的なレイキャスティング・ボリュームレンダリングを行うサンプルプログラムです。

• 移行元ブログ記事:
  • シェーダストレージブロック (SSBO) とユニフォームブロック (UBO) - 床井研究室

2. 対応環境

• Windows: Visual Studio 2019 / 2022 / 2026 (CMake 経由で GLFW, ImGui, NFD を自動構成)
• Ubuntu Linux: GCC / Make (システム標準の libglfw3-dev, libgl1-mesa-dev, libgtk-3-dev を使用)
• macOS: 非対応（macOS 標準の OpenGL はバージョン 4.1 で固定されており、本プログラムで必須となる OpenGL 4.3 コンピュートシェーダに対応していません）

3. ビルド手順

Windows (Visual Studio)

cmake -B build -S .
cmake --build build --config Release

Ubuntu Linux (Makefile)

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y libglfw3-dev libgl1-mesa-dev libgtk-3-dev
cmake -B build -S .
cmake --build build

4. 起動方法

ビルド完了後、生成された実行ファイルを実行します。

• Windows: build/Release/uboSample.exe
• Linux: build/uboSample

5. 操作方法

• マウス左ドラッグ: ボリュームの視点回転
• マウス右ドラッグ: 視点の平行移動
• マウスホイール: ズーム
• ImGui パネル: サンプリングステップ数やレイキャスティングパラメータの変更
• [q] / [Q] / [ESC]: プログラムの終了

6. プログラムの解説

コンピュートシェーダ raycast.comp を用いて 3D テクスチャに対するレイマーチングを行い、UBO 経由でカメラ位置・変換行列・ボリューム描画パラメータを一括して高速転送しています。