本日はShader勉強枠です。
今回はオブジェクトをスライスするShaderを書いてみます。
〇オブジェクトをスライスするとは？
オブジェクトの一部の描画をClippingすることでオブジェクトの見た目の形状を変えます。
今回Shaderを勉強する中の目標の一つであるMRTKStanderdShaderではEdgeを落として丸みを持たせることや、テクスチャのAlphaによってClippingする機能があります。
〇スライスを扱うShaderを書く
前回のExample/Diffuse Detailを基にスライスする機能を追加します。
//シンタックスShaderの名前と格納場所
Shader "Example/Diffuse Detail"{
Properties{
_MainTex("Texture",2D) = "white"{}
_BumpMap("Bumpmap", 2D) = "bump"{}
_RimColor("Rim Color", Color) = (0.26,0.19,0.0)
//リムpowerのレンジ defaultでは３に設定される。
_RimPower("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 3.0
//SecondryTexture
_Detail("Detail", 2D) = "gray"{}
}
//Shaderの中身サブシェーダーではレンダリングパスの一覧を定義し、任意のオプションとしてすべてのパスに共通の State （状態）を設定します。追加で、サブシェーダーの特定の Tag を設定できます。
SubShader{
//RenderingType
Tags{"RenderType" = "Opaque"}
CGPROGRAM
#pragma surface surf Lambert
//Input構造体はテクスチャ座標として扱うものを記述します。
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_BumpMap;
float3 viewDir;
float2 uv_Detail;
};
sampler2D _MainTex;
sampler2D _BumpMap;
float4 _RimColor;
float _RimPower;
sampler2D _Detail;
void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o) {
o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
//_Detailのrgbをo.Albedoに乗算
o.Albedo *= tex2D(_Detail, IN.uv_Detail).rgb * 2;
o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
//rim = 1.0 -viewDirの正規化したものとノーマルマップの内積(0~1の値を取る)
half rim = 1.0 - saturate(dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal));
//Emissionに代入 propertyのRimColorの値（RGB）× rim^_RimPower= 0~1の値を取る 参考https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3dhlsl/dx-graphics-hlsl-pow
o.Emission = _RimColor.rgb * pow(rim, _RimPower);
}
ENDCG
}
Fallback "Diffuse"
}
●Properties
スライス機能はテクスチャなどを別途用意するものではないのでPropertiesでは追加するパラメータはありません。
●Input構造体
Input{
float2 uv_MainTex;
float2 uv_BumpMap;
float3 viewDir;
float2 uv_Detail;
float3 worldPos;
};
ここで追加したものは以下の一文です。
float3 worldPos;
これは名前からも想像できるようにワールド座標を扱う宣言になります。
●surfメソッド
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
//Clipping
clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) * 5) - 0.5);
//_Detailのrgbをo.Albedoに乗算
o.Albedo *= tex2D(_Detail, IN.uv_Detail).rgb * 2;
o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
//rim = 1.0 -viewDirの正規化したものとノーマルマップの内積(0~1の値を取る)
half rim = 1.0 - saturate(dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal));
//Emissionに代入 propertyのRimColorの値（RGB）× rim^_RimPower= 0~1の値を取る 参考https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3dhlsl/dx-graphics-hlsl-pow
o.Emission = _RimColor.rgb * pow(rim, _RimPower);
}
ここで追加されたのは以下の一文です。
clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) * 5) - 0.5);
[clip()]では与えられた因数が0より小さい場合描画を行いません。
frac()では（）内の小数値の少数部分を返します。（例：frac(2.33331) =0.3331） この値は0以上１以下の値を取ります。
(IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1）はワールド座標yと0.1倍されたzの和です。
clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) * 5) - 0.5);
は
ワールド座標yと0.1倍されたzの和×5の少数部分から-0.5したものをマスクせよ
という処理になります。
ここまでのShaderは以下になります。
//シンタックスShaderの名前と格納場所
Shader "Example/Diffuse Detail"{
Properties{
_MainTex("Texture",2D) = "white"{}
_BumpMap("Bumpmap", 2D) = "bump"{}
_RimColor("Rim Color", Color) = (0.26,0.19,0.0)
//リムpowerのレンジ defaultでは３に設定される。
_RimPower("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 3.0
//SecondryTexture
_Detail("Detail", 2D) = "gray"{}
}
//Shaderの中身サブシェーダーではレンダリングパスの一覧を定義し、任意のオプションとしてすべてのパスに共通の State （状態）を設定します。追加で、サブシェーダーの特定の Tag を設定できます。
SubShader{
//RenderingType
Tags{"RenderType" = "Opaque"}
CGPROGRAM
#pragma surface surf Lambert
//Input構造体はテクスチャ座標として扱うものを記述します。
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_BumpMap;
float3 viewDir;
float2 uv_Detail;
float3 worldPos;
};
sampler2D _MainTex;
sampler2D _BumpMap;
float4 _RimColor;
float _RimPower;
sampler2D _Detail;
void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o) {
o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
//_Detailのrgbをo.Albedoに乗算
o.Albedo *= tex2D(_Detail, IN.uv_Detail).rgb * 2;
clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) * 5) - 0.5);
o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
//rim = 1.0 -viewDirの正規化したものとノーマルマップの内積(0~1の値を取る)
half rim = 1.0 - saturate(dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal));
//Emissionに代入 propertyのRimColorの値（RGB）× rim^_RimPower= 0~1の値を取る 参考https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3dhlsl/dx-graphics-hlsl-pow
o.Emission = _RimColor.rgb * pow(rim, _RimPower);
}
ENDCG
}
Fallback "Diffuse"
}
これをUnityで見た場合次のようになります。
以上でスライスを扱うShaderが書けました。
次回はこのスライスを扱うShaderをアレンジしていきます。
