第12章：GPUとグラフィックスの仕組み

第12章 · GPUとグラフィックスの仕組み

🎮 3Dゲームはどうやって描かれる？

ゲームの美しい3D映像も、最終的にはピクセルの集まり。3D空間の数字がどうやって2D画面のピクセルに変わるのか？GPU（グラフィックス処理装置）の並列処理の秘密を探ろう！

← ボタンでレンダリングの段階を確認！

第12章 · Step 1/4

📐 Step 1：3Dモデルは三角形の集まり

3Dモデルはすべて三角形（ポリゴン）の集まりで表現される。なぜ三角形？常に平面で、どんな形も三角形で近似できるから。頂点（Vertex）をクリックして確認しよう！

👆 頂点をクリック！

頂点をクリックすると
3D座標が表示されます

💡 このキューブは 8頂点 × 6面 × 2三角形 = 12個 の三角形で構成されている。
人間の顔は数万〜数十万ポリゴン！

第12章 · Step 2/4

✨ Step 2：シェーダー — GPUで動く小さなプログラム

シェーダーはGPU上で実行される小さなプログラム。頂点シェーダー（3D→2D座標変換）とフラグメントシェーダー（ピクセルの色計算）の2つが主役！

🔺 頂点シェーダー（GLSL）

void main() {
  vec4 pos =
    projMatrix *
    viewMatrix *
    modelMatrix *
    position;
  gl_Position = pos;
}

3D座標 → 2D画面座標に変換

🎨 フラグメントシェーダー（GLSL）

void main() {
  vec3 light =
    normalize(lightPos
    - fragPos);
  float diff =
    dot(normal, light);
  color = baseColor
    * diff;
}

光と法線でピクセルの色を計算

💡 シェーダーはGPUの何千ものコアで同時並列実行される。
フルHD解像度なら約200万ピクセル × フレームシェーダーが同時に走る！

第12章 · Step 3/4

⚡ Step 3：GPUはCPUの何が違う？

CPUは数個〜数十個の汎用コア（複雑な処理が得意）。GPUは数千〜数万個の小さなコア（単純な処理を一斉並列実行）。この違いが映像処理を超高速にする！

🧠 CPU

8コア

高性能・複雑処理向け

🎮 GPU

10,000+コア

大量・単純処理向け

第12章 · クイズ

📝 理解度チェック！

Q1. 3Dモデルの最小構成単位は？ 🤔

ピクセル

三角形（ポリゴン）

正方形

円

🎉

第12章クリア！

3Dグラフィックスの仕組みと
GPUの並列処理の力を学んだ！