前回に引き続きシェーダー話です。
製作中のゲームに 自由にうごかせる波 がほしいなあと思っていて、なんとなくそれっぽい動きが実装できたのでバンザイバンザイ。
波の高さ、細かさ、波の状態を自由自在に操れるという会心作ですゲッヘッヘ
プロパティ追加
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
_WSizeX ("WaveSizeX", float) = 5
_WSizeZ ("WaveSizeZ", float) = 5
_CyclePosition ("Wave CyclePosition", Range(0, 1)) = 0
_WaveHeight ("Wave Height", float) = 1
}
- _WaveSizeX
X軸方向の波の細かさ - _WaveSizeZ
Z方向の波の細かさ - _CyclePosition
波の状態を示す変数です。連続的に 0 ~ 1 へと変化させることで波の動きになります。1までいったら0を代入してしまえば永久ループ可能です。 - _WaveHeight
波の高さです。一番低い位置から一番高い位置までの距離。
頂点シェーダー
今回のキモは頂点シェーダーで、ババッと説明していきます。
void vert(inout appdata_full v, out Input o ) { UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o); float y = 0.5 * sin(radians( (_CyclePosition * 360) + (((v.vertex.x % _WSizeX) / _WSizeX) * ((v.vertex.z / _WSizeZ) / _WSizeZ) * 360) )); v.vertex.xyz = float3(v.vertex.x, y * _WaveHeight, v.vertex.z); }
このシェーダでは作為を加えるのは メッシュのY方向の高さ のみです。
1. 計算のベースとなる周期の位置を決める
まず今の波が時間軸のどこの状態かを決めます。
(_CyclePosition * 360)
とすることで、プロパティに設定した 0 ~ 1 のfloat値から、 0〜360 の数値が出るので、これをベースの値にとります。
2. X軸、Z軸の波のブレを作る
引数に渡ってくるメッシュの位置からオフセット値を作ることで、頂点ごとの波の位置を作ります。
(v.vertex.x % _WSizeX) / _WSizeX) * ((v.vertex.z / _WSizeZ) / _WSizeZ)
上の計算は、プロパティに設定した「波がループする広さ」をもとに、Y位置のブレを作っています。
計算をよく見ると 0 ~ 1 の範囲におさまることがわかると思います。これに360°をかけることで、頂点ごとに 波の周期のオフセット値 として使用することができます。
3. 波の時間軸に変換する
波の周期は sin 関数で作っています。
sin関数は引数にとるラジアン値が 0 から 2π rad へと連続的に変化することで１周期となります。
が、ラジアンをそのまま扱うのは無理なので、radians 関数を使って度数法（0°〜360°）から変換しています。
radians にとるのは、2までで計算している、波の周期の位置を表す 0 ~ 360°の数値です
sin(radians( ***** ))
0.5 をかけているのは、sin関数のとる値の範囲が -1 ~ 1 のためです。計算を減らしたいならとっぱらってもいいでしょう。
以下、シェーダ全文
Shader "Custom/ManualWave" { Properties { _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {} _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5 _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0 _WSizeX ("WaveSizeX", float) = 5 _WSizeZ ("WaveSizeZ", float) = 5 _CyclePosition ("Wave CyclePosition", Range(0, 1)) = 0 _WaveHeight ("Wave Height", float) = 1 } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 200 CGPROGRAM // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types #pragma surface surf Standard addshadow vertex:vert // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting #pragma target 3.0 sampler2D _MainTex; struct Input { float2 uv_MainTex; }; half _Glossiness; half _Metallic; fixed4 _Color; float _CycleSec; float _CyclePosition; float _WSizeX; float _WSizeZ; float _WaveHeight; // Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader. // See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing. // #pragma instancing_options assumeuniformscaling UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props) // put more per-instance properties here UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props) void vert(inout appdata_full v, out Input o ) { UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o); // sinは -1 ~ 1 をとるので0.5をかける float y = 0.5 * sin(radians( (_CyclePosition * 360) + (((v.vertex.x % _WSizeX) / _WSizeX) * ((v.vertex.z / _WSizeZ) / _WSizeZ) * 360) )); v.vertex.xyz = float3(v.vertex.x, y * _WaveHeight, v.vertex.z); } void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) { // Albedo comes from a texture tinted by color fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color; o.Albedo = c.rgb; // Metallic and smoothness come from slider variables o.Metallic = _Metallic; o.Smoothness = _Glossiness; o.Alpha = c.a; } ENDCG } FallBack "Diffuse" }
マテリアルから _CyclePosition をいじれば、波の状態を自由自在にあやつれます。ぜひ一度おためしあれ。
