GLSL光线步进（Ray Marching）渲染SDF重复结构时出现伪影问题咨询

你出现伪影的核心原因是SDF计算违反了Lipschitz连续约束，这是光线步进算法能正常工作的核心前提：要求任意采样点返回的SDF值必须小于等于该点到场景中所有表面的最短距离。

你现有代码的逻辑缺陷很明确：先对z坐标取模得到当前单元的局部坐标，再根据当前所在圆盘的序号做x方向位移，最后只返回当前单元内的圆盘SDF值。当交替位移量变大后，相邻z层的圆盘会横向伸入当前采样点所在的z单元，你计算的当前单元SDF完全没有覆盖这些跨单元的表面，返回的距离值比实际最近表面的距离大，导致光线步进的步长过大直接穿透表面，就产生了渲染伪影。

如果所有圆盘统一向同一个方向位移，不会出现相邻圆盘跨单元伸入的情况，自然就不会触发问题。

有两种常见的修复思路：

• 调整计算顺序，先给坐标应用位移，再执行模运算，模运算的范围要覆盖位移的最大幅度，确保所有可能的最近表面都被纳入计算
• 直接同时计算当前z单元、前一个z单元、后一个z单元共3层圆盘的SDF值，取最小值作为最终返回结果，避免漏掉相邻单元位移过来的最近表面

第二种方案实现更简单，适配性更高，修改后的代码如下：

vec2 scene(in vec3 p)
{
    float thick = 0.1;
    float z_step = 6.0 * thick;
    vec3 cp = p;
    float min_d = 1e10;
    float res_idx = 0.0;
    
    // 计算当前采样点所属的基准z层序号
    float base_idx = floor((cp.z + 0.5 * z_step) / z_step);
    
    // 遍历前后共3层z单元，取最小SDF值
    for(int i = -1; i <= 1; i++) {
        float idx = base_idx + float(i);
        vec3 q = cp;
        q.z -= idx * z_step;
        // 应用对应层的x方向位移
        if(mod(idx, 2.0) == 0.0) {
            q.x += sin(idx * t) * t * t;
        } else {
            q.x -= sin(idx * t) * t * t;
        }
        float d = tunnel_fragment(q, vec3(0.0), vec3(0.0, 0.0, 1.0), 2.0, thick, 0.2);
        if(d < min_d) {
            min_d = d;
            res_idx = idx;
        }
    }
    return vec2(min_d, res_idx);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者buddhabrot