群れ

つくりの話

「ボイド」という古典

この群れは、コンピュータグラフィックスの世界で「ボイド（boids）」と呼ばれる考え方をそのまま使っています。1986年にクレイグ・レイノルズが考案したもので、上の3つのルールを全員が同時に守るだけで、鳥の群れや魚群に見える動きが勝手に生まれます。誰も全体を見ていないのに全体がまとまる。このおもちゃの見どころは、絵の美しさよりその不思議さのほうです。

「群れの強さ」は2つのルールにだけ効く

スライダーが動かしているのは「そろえる」と「あつまる」の強さです。「はなれる」は固定で、いつも3つの中でいちばん強くしてあります。そうしないと、群れの強さを100にしたとき魚が一か所に吸い込まれて、ただの光の点になってしまうからです。

逆に0にしても、2つのルールは少しだけ残しています。完全に消すと魚はばらばらに泳ぐだけになり、0から少し上げたときに小さな群れがぽつぽつ生まれる、いちばん面白い変化が見えなくなります。

急ハンドルを切らない

魚が向きを変える力には上限をつけています。目標の向きへ一気に曲がるのではなく、毎コマ少しずつ寄せていくので、群れ全体がゆるやかに弧を描いて旋回します。また、泳ぐ速さには下限があって、どの魚も止まることがありません。

指に集まる魚が渦を巻くのは、この2つのせいです。指めがけて寄ってきても止まれず、急にも曲がれないので、行き過ぎては戻り、指のまわりを回り続けます。渦を描くプログラムはどこにも書いていません。

指の引力も、指の真下で無限に強くならないように計算しています。近いほど強いけれど上限があり、150ピクセルの縁でなめらかにゼロになります。

近所だけを調べる

魚は自分の近くの仲間しか見ませんが、「近くにいるのは誰か」を毎回全員と比べて探すと、500匹ではひとコマに約25万組の距離計算が必要になります。そこで画面を38ピクセル角のマス目に区切り、自分のマスとまわり8マスにいる魚だけを調べています。マスの一辺を見える範囲と同じ長さにしてあるので、これで見落としは出ません。

端のない海

画面の右端から出た魚は左端から、上から出た魚は下から戻ってきます。仲間探しも端をまたいでつながっているので、群れが画面の端を越えても、ちぎれずに一つの群れのまま泳ぎ続けます。

ここには落とし穴がありました。群れが端をまたいでいるとき、仲間の「位置の平均」をそのまま取ると、右端と左端の真ん中、つまり画面の中央が群れの中心だと計算されてしまいます。そこで位置ではなく「自分から見て仲間がどちらにどれだけ離れているか」を、端を越える近道で測って平均しています。

色は泳ぐ向き

魚の色は、泳いでいる向きで決まります。同じ方向へ泳ぐ魚は同じ色になるので、まとまった群れは一色に見え、群れが旋回すると色が波のように移り変わります。速く泳ぐ魚ほど明るく光ります。

画面はコマごとに完全には消さず、少しずつ暗く塗り重ねています。そのため魚の通り道が淡い光の尾になって残り、重なった魚は明るさが足し合わされて、群れの密なところほど輝きます。指を押さえている間は、集めるモードなら暖色、逃がすモードなら寒色の光が指の下に灯ります。

楽しみ方

• 指を止めて渦をつくる：押さえたまま動かさずに待つと、群れが指のまわりを回る渦に育ちます。
• 捕食者ごっこ：「指から逃がす」にして群れの中に指を突っ込むと、群れが割れて、通り過ぎたあとにまた合流します。
• 群れの強さを0と100で比べる：0ではばらばらの小魚、100では大きな一つの群れ。少しずつ上げていくと、群れが生まれる境目が見えます。
• 自由研究の題材に：3つのルールだけで群れができることを、条件を変えたスクショで並べると、そのまま観察記録になります。
• ただ眺める：何も触らなくても群れは泳ぎ続けます。寝る前の水槽がわりにどうぞ。