Jérôme Bousquié
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# Brouillard de distance (Fog)
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## Principe
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Le brouillard de distance fond les objets vers une couleur prédéfinie en fonction
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de leur distance à la caméra. C'est l'outil standard pour :
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- **Masquer le bord du monde rendu** — illusion d'un monde infini (Skyrim, GTA, Minecraft)
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- **Donner de la profondeur** — effet atmosphérique naturel
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- **Camoufler les transitions** — chargement de tuiles, LOD pops
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## Activation
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```rust
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use wsg_lib::prelude::*;
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let app = AppBuilder::new()
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.with_fog(FogConfig::exponential2([0.7, 0.75, 0.85], 0.06))
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.build()
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.await?;
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```
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Sans `.with_fog()`, le brouillard est désactivé — **zéro coût GPU** (la branche
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shader est jamais prise).
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## Modes
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| Mode | Formule | Usage |
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|------|---------|-------|
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| `Linear` | `saturate((far - d) / (far - near))` | Cutoff net entre deux distances |
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| `Exponential` | `exp(-density × d)` | Brouillard naturel (forêt, lac) |
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| `Exponential2` | `exp(-density² × d²)` | Départ progressif, cutoff net — **idéal pour masquer** |
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### Constructeurs
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```rust
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// Linéaire : fondu entre near et far
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FogConfig::linear([0.7, 0.8, 0.9], 5.0, 50.0)
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// Exponentiel : fondu naturel
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FogConfig::exponential([0.6, 0.7, 0.8], 0.03)
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// Exponentiel² : masquage de bord de monde
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FogConfig::exponential2([0.7, 0.75, 0.85], 0.08)
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```
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## Paramètres
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| Champ | Type | Description |
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|-------|------|-------------|
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| `mode` | `FogMode` | Linéaire / Exponentiel / Exponential2 |
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| `color` | `[f32; 3]` | Couleur du brouillard (RGB, espace linéaire) |
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| `near` | `f32` | Distance début (mode linéaire uniquement) |
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| `far` | `f32` | Distance fin, brouillard complet (mode linéaire) |
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| `density` | `f32` | Densité (modes exp / exp²). Typique : 0.01–0.3 |
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### Choisir la couleur
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La couleur du brouillard **doit correspondre à la couleur du ciel/clear color**
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pour un effet "monde infini" seamless. Avec HDR + ACES, utiliser des valeurs
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linéaires cohérentes avec le tone mapping.
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### Choisir la densité (exp²)
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Pour masquer le bord du monde à une distance `D` :
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```
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density ≈ 2.0 / D
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```
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Exemples :
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- Monde visible jusqu'à 25 unités → `density = 0.08`
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- Monde visible jusqu'à 50 unités → `density = 0.04`
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- Monde visible jusqu'à 100 unités → `density = 0.02`
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## Changement à l'exécution
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```rust
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// Dans update() :
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if key_pressed(KeyCode::Digit1) {
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app.renderer_mut().set_fog(Some(FogConfig::linear([0.7, 0.8, 0.9], 5.0, 30.0)));
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}
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if key_pressed(KeyCode::Digit4) {
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app.renderer_mut().set_fog(None); // désactiver
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}
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```
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Le changement prend effet au frame suivant.
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## Pipeline
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```text
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Main pass (shader fragment)
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↓
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Lighting → final_rgb
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↓
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FOG: mix(final_rgb, fog_color, 1 - fog_factor) ← ici
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↓
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→ HDR texture / swapchain
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↓
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(Bloom) → Tone Mapping → surface
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```
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Le brouillard s'applique **avant** le tone mapping : les valeurs HDR restent
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non clampées, et le TM applique la courbe ACES/Reinhard au résultat déjà
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brouillé. Résultat : le brouillard est perceptuellement cohérent.
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## Compatibilité
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| Avec | OK ? | Note |
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|------|------|------|
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| HDR + TM | ✅ | Fog avant TM (recommandé) |
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| Bloom | ✅ | Le bloom extrait les zones brillantes du résultat post-fog |
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| MSAA | ✅ | Indépendant (rasterizer vs fragment shader) |
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| Culling GPU | ✅ | Indépendant (culling décide quoi dessiner, fog décide la couleur) |
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| Shadows | ✅ | L'ombre est calculée avant le fog |
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## Limitations (v1)
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- **Scene-level uniquement** : un seul brouillard pour toute la scène.
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Un brouillard par matériau nécessiterait un paramètre additionnel dans le
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bind group par objet.
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- **Distance euclidienne** : pas de brouillard volumétrique ni directionnel.
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- **Couleur fixe** : pas de gradient de couleur avec la distance.
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## Exemple
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Voir `examples/fog.rs` : 15 cubes en rangée + 5 sphères sur un plan 80×80,
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avec commutation runtime entre les 3 modes.
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```sh
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cargo run -p wsg-lib --example fog --features "all-prims"
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