フェロフルイド

つくりの話

本物の現象「ローゼンスヴァイク不安定性」

フェロフルイド（磁性流体）は、ごく細かい磁性の粒を液体に混ぜたものです。磁石を下から近づけて磁場がある強さを超えると、平らだった液面がいっせいにトゲの並んだ形に盛り上がります。この現象はローゼンスヴァイク不安定性と呼ばれています。

このおもちゃは、その見た目と手ざわりを画面の中で再現したものです。磁場の計算はしていません。代わりに「液だまりが指に引き寄せられる」「指の下に細いトゲが集まる」「離すと溶けて戻る」という3つのふるまいを作り込んでいます。

液体は、くっつく光の玉でできている

液だまりは、目に見えない数個の玉の集まりです。それぞれの玉は、まわりに「近いほど強い影響」を広げていて、その影響を全部足し合わせた値が一定を超える場所を液体として塗っています。CG で「メタボール」と呼ばれる方法です。

この方法のよいところは、玉どうしが近づくと境目なしにぬるっとつながり、離れるとくびれてちぎれることです。液体らしさの大半はこれだけで出ます。最初は5つの玉で、「しずく追加」で最大9つまで増やせます。9つに達したあとに押すと、玉を増やす代わりに既存の玉をひとつ揺らします。

トゲは、細い粒を指の下に集めて作る

指で押さえると、指のまわりに細い粒が輪のように生まれ、指へ強く引き寄せられます。この粒は、ふつうの玉よりも影響が距離とともにずっと急に弱まるようにしてあるので、集まると丸いこぶではなく、細く尖った山になります。粒の動きにはわずかなゆらぎを足していて、山がひとかたまりにならず、1本1本のトゲに分かれます。

液面の輪郭を周期的に波打たせてトゲに見せる方法もありますが、細い粒を指の下に集めるほうが、ずっと本物のトゲらしく見えました。押さえている間は粒が足りなくなると自動で補充されるので、なぞり続けても王冠が崩れません。

指を離すと、粒は液だまりの中心へ漂いながら薄れていき、1秒ほどで溶けて消えます。

液だまりのふるまい

液だまりの玉には、いくつかの力が同時にかかっています。

• まん中へ戻る力：表面張力のかわり。指を離すと丸い液だまりにまとまり直します
• 指に引かれる力：距離に反比例する強さにしてあります。距離の2乗にすると、遠い玉はほとんど動かず、指の真下では力が強くなりすぎて暴れるからです
• 玉どうしが軽く押し合う力：これがないと全部の玉が一点に重なって、液だまりが小さな点になってしまいます
• ゆらぎ：何もしなくても玉が少しずつ揺れて、液面が生きているように見えます。端末で動きを減らす設定がオンのときは止めています

舞台の上から2割ほどのところに見えない天井があり、液だまりはそこより上には吸い上げられません。指を高い位置に置くと、液だまりから離れたところにトゲだけが立ちます。

濡れた金属に見せる陰影

黒い液体を黒い背景に描くと、形がまったく見えません。立体に見せているのは光の当て方です。影響の値の傾きから液面の向きを求め、それに対して次の光を重ねています。

• 左上からの主光による、小さく鋭い白いハイライト
• 右上からの青みがかった補助光と、広くやわらかい照り
• 上を向いた面にだけ映る「空」の映り込み
• 縁の、斜めから見える部分に出る冷たい色の輪郭光

地の色はほとんど黒のままにして、光だけで形を見せているので、濡れた金属のような艶が出ます。この陰影は画素ごとに計算していて重いため、画面の3分の1の解像度で計算してからなめらかに拡大しています。拡大でにじむことが、かえって液体のやわらかさに合っています。

はじめての人へのひと押し

初めて開いたときだけ、0.7秒後にまん中で一度だけトゲの王冠が立ち、すぐ溶けて戻ります。触る前に「触るとこうなる」を見せるためです。2回目以降や、動きを減らす設定の端末では出しません。

タップの音は磁力の強さで高さが変わり、強いほど高く鳴ります。

楽しみ方

• ゆっくりなぞる：トゲの束を連れて舞台を一周させると、液だまりが伸びたりちぎれたりしながらついてきます。
• 磁力を0から上げていく：0では液だまりは指に引かれず、トゲだけが指の下に立ちます。上げるにつれて液だまりが伸び上がり、トゲの数も増えていきます。
• しずくを満タンにする：9つの玉でできた大きな液だまりは、くっついたり分かれたりする動きがいちばん複雑になります。
• 赤金で撮る：同じ形でも色味を変えると印象が大きく変わります。お気に入りの瞬間を 📸 で保存できます。
• ぼんやり眺める：触らずに置いておくと、液面がゆっくり揺れ続けます。