raymarching for games - primitive: blog
demoscene の世界では近年 raymarching というレンダリング手法がよく用いられています。ポリゴンモデルは使わず、モデルデータは数式の図形としてシェーダコードの中で表現し、pixel shader で図形との距離を求めて可視化していく、というものです。 demoscene (4k/64k intro) の厳しい容量制限の中綺麗な絵を出すために生み出された手法ですが、従来のポリゴンベースの手法では難しい独特の絵を出すことができるという副次的効果があります。 raymarching の代表的な作品群 この手法は PS4 世代以降、小規模ゲーム開発チーム向けの有用なツールになるんじゃないかと考えていて、atomic では試しに背景にこの手法を用いています。以下はその過程や考察です。 まず、raymarching の基本については demoscene.jp の人たちが素晴らしい解説
Unity で Compute Shader を使ったスクリーンスペース衝突有りの GPU パーティクルを作ってみた - 凹みTips
はじめに コンピュートシェーダを使った GPU パーティクルを試してみます。GPU パーティクルを出す方法はいくつかあるのですが、任意のメッシュを利用したかったため、コンピュートシェーダを使った擬似インスタンシングによる方法を利用してみました。 参考：Render Massive Amount of Objects in Unity スクリーンスペースでの衝突および任意のタイミングでの生成・消滅をさせるところまでやってみました。 デモ コード GitHub - hecomi/UnityPseudoInstancedGPUParticles: GPU Particles w/ Screen Space Collision Example. 環境 Windows 10 Unity 5.4.0b17 コンピュートシェーダの基礎 こちらのページで翻訳されている ScrawkBlog がとてもわかり
もふもふレンダリング入門(1) - Qiita
のようになります。このように反射だけでなく、透過&拡散を考えた関数をBRDFと区別し、BSDF (Bidirectional Scatter distribution function) と呼びます。髪や毛皮のレンダリングにおいては、このBSDFをいかに物理的により正確かつ効率的に計算するかというのが、一つの大きな焦点になっています。ただ、一応注意したい点として今回BSDFを考えるのは、髪や毛皮はBSDFで表現できるという意味ではなく、髪や毛皮はBSDFで表現できると仮定して話を進めると一応確認しておきます（この場合というより、数式で自然現象を説明するときは大体こうなる気がしますが・・・）。これはレンダリング時に毛の太さがピクセルよりも十分に細く、内部での複雑な拡散の挙動は無視できる、割に合わないといってもいいでしょう。というわけで、このBSDFをいかに実装するのかが今回の目標となります。
任意の点がモデル表面上に存在する場合にその位置のUVを算出する - しゅみぷろ
はじめに esprog.hatenablog.com 上記の記事で行っているように、動的にUVを算出してその部分にエフェクトを掛ける場合などでは あるワールド座標上の点pがシーン内に配置されたモデルの表面上の点であるかどうか調べる モデル表面上の点である場合は、$p$のUVを計算する といった処理が必要になります。 Unityの場合Physics.*cast系メソッドの出力用パラメータにRaycastHit構造体を渡すことでTextureCoordを得ることが出来ます。 このTextureCoordの算出はCalculateRaycastTexCoordという関数呼び出しによって実現されているようですが、INTERNAL_CALLとなっていて詳細までは見ることが出来ませんでした。 3Dテクスチャペイントを行ったりするのに必要な知識だと思い、後学のために自作してみましたよというのが今回のエン
頂点空間表面下散乱(VSSS:Vertex Space Subsurface Scattering) - UnityShader 入門
最近色々忙しくて全然更新できていませんでしたが、 ちょうどいいネタを思いついたのと、アドカレが期限超過で1枠空いてたので代わりに投下します。 実装に丸1日、記事書くのに1日くらいかかりました。 目次 表面下散乱(Subsurface Scattering)とは？ SSSで出来ること 実装に際しての考え方 実装方法:ランバート反射 実装方法:ハーフランバート 実装方法:曲率を考慮したシェーダ 実装方法:テクスチャ空間での拡散(Texture Space Diffusion:TSD) 実装方法:スクリーン空間での拡散(Screen Space Subsurface Scattering:SSSS) 実装方法:Translucent Shadow Maps:TSM 頂点空間表面下散乱(VSSS:Vertex Space Subsurface Scattering) 実装手順 結果 まとめ 参考
Unity トゥーンシェーディングを使った３Dアニメ表現 - Qiita
はじめに Unity5のトゥーンシェーディングを使った3Dアニメ表現（セルルック表現）の解説です。 左画像：変更前 右画像：変更後 Toon Shaderを使ってみる Assets > Import Package > Effects のアセットをインポートをします。 ToonShaderとImageEffectが使えるようになりますので、まずはToon/Lit Outlineを使いながらマテリアルの調整を行います。 ポイントは３つ。 ・影の付け方 ・テクスチャの単純化 ・色のバランス 影の設定 トゥーンシェーダーの設定を行う際に[ Toon Ramp ]の設定でシェーディングが大きく変わります。 こんな感じで変わります↓ 今回はセルアニメ風な雰囲気で作ろうと思いますので、左から2番目のタイプで調整していきます。 テクスチャの設定 シェーダーの変更だけでは まだセルアニメっぽくないのでテク
【Unity】モデルを透明にする （2） - テラシュールブログ
今回はよりアニメ寄りというか、正しくないが見た目の良い透明の表現について色々とやっていきます。 前回のエントリー（単純に透明マテリアルを設定する方法）はこちら。 tsubakit1.hateblo.jp 目次 目次 透明なオブジェクト Depthバッファへの書き込み Depthバッファを書き込みつつ透明シェーダー 二つのカメラで描画する 2つのカメラで描画する手順 透明なオブジェクト 前回のエントリー最後にユニティちゃん（天使）のグロ画像を紹介しました。この絵は間違っているように見えなくもないですが正しいです。 透明とは背景が見えている状態ではなく、中身が透けて見える状態を指します。例えばクリオネは透明な体を持っていますが、同時に内蔵も見えています。 つまりサーヴァントやら幽霊が透明になるシーンでは、実際は内蔵や筋肉・骨格が見えた状態でどんどん透明になるという、恐ろしい絵が見える訳です。あ
The Book of Shaders
by Patricio Gonzalez Vivo and Jen Lowe This is a gentle step-by-step guide through the abstract and complex universe of Fragment Shaders. Contents About this book Getting started What is a shader? “Hello world!” Uniforms Running your shader Algorithmic drawing Shaping functions Colors Shapes Matrices Patterns Generative designs Random Noise Cellular noise Fractional brownian motion Fractals Image
"Unreal Engine4 のリアルシェーディング" (SIGGRAPH 2013)の説明 - OLD hanecci’s blog : 旧 はねっちブログ
概要 以前に軽く Unreal Engine4(アンリアルエンジン4)のシェーディングについて説明しました. (http://d.hatena.ne.jp/hanecci/20130719) これに関連して SIGGRAPH 2013 でより完全な資料が公開されましたので, この記事では "Real Shading in Unreal Engine 4" SIGGRAPH 2013 について説明します. 参考文献 Unreal Engine4 のシェーディング. "Real Shading in Unreal Engine 4". Brian Karis. SIGGRAPH 2013 Course: Physically Based Shading in Theory and Practice http://blog.selfshadow.com/publications/s2013-sh
金の金属シェーダの改良版 - OLD hanecci’s blog : 旧 はねっちブログ
概要 金の金属のスペキュラライティングを計算するシェーダを書きました. マテリアルのパラメータは少なめで, フレネル反射率(RGB linear)と表面の粗さ(αtr=0.0-1.0)だけです. シェーダの計算式について F(l, h) : Schlick のフレネルの近似式 D(h) : Trowbridge Reitz (GGX) NDF (表面の粗さは αtr=0.0-1.0 まで変化) G(l, v, h) : GGX NDF 用の Smith shadowing masking function (幾何減衰率 G は表面の粗さと連動しています) レンダリング結果 上から下へと順に「表面の粗さが滑らか〜粗く」へと変化しています. 表面がかなり滑らかな場合 αtr = 0.1 αtr = 0.2 αtr = 0.4 αtr = 0.6 表面がかなり粗い場合 αtr = 1.0
【4Gamer.net】 − 西川善司の3Dゲームエクスタシー −
「こちら」の記事で説明したように，GeForce 7800 GTX（以下7800 GTX）は開発コードネーム「NV47」として開発が進められてきたが，プロジェクト後半に「G70」と改められた経緯がある。要するに，7800 GTXはNV4x（＝GeForce 6シリーズ）の改良版というわけだ。 では，7800 GTXは，GeForce 6シリーズと比べて何が変わったのだろうか。今回は，GeForce 6シリーズ最上位となるGeForce 6800 Ultra（以下6800 Ultra）と，前後編に分けて細かく比較していきたいと思う。 まずは全体を大づかみしておこう。最上段のブロック「HOST/FW/VTF」は，システム側からの入力を意味している。HOSTはCPUからの入力，FWは「FirstWrite」の略で，グラフィックスチップがメインメモリから直接データを読み込める仕組みのこと。VTFは
[t-pot] PROGRAMMING
Super Incorrect Translation "The Direct3D 10 System" (2006 Aug. 2)
Unity ShaderLabでのあれこれ
最近Unityを触っています。ShaderLabでiOS向けシェーダーを書いているのですが、その中で気づいたことなど書いてみます。 ●モバイル向けシェーダーの心得 各種Unity勉強会に出ましたけど、iOS等モバイル向けシェーダーではリアルタイムライティングはご法度ということ。普通はバーテックスシェーダー内でライトマップを参照したり、ライトプローブを参照して色を取ってきてフラグメントシェーダーで色を載せるということをやるようです。 いい例となるのがShadowGunのシェーダーサンプル。このアプリではリアルタイムライティングは完全に行っていませんでした。背景など動かないものはライトマップの参照がメイン。カメラからの相対ベクトルでの擬似スペキュラーライティングを若干与えているので、これについては平行光源での頂点ライティングと同じくらいの処理負荷はかかるものと思われます。キャラでは、ライトプロ
【レポート】ジオメトリシェーダをひも解く、Vistaで到来するDirectX 10時代 (6) ファー(毛皮:Fur)シェーダにおけるアクセラレーション | パソコン | マイナビニュース
さらには、ファー(毛皮:Fur)シェーダや、草を生やす場合などにおけるアクセラレーションが挙げられる。 ファーシェーダの例 「毛皮」(草も以下、同義と仮定して省略)の表現はリアルタイム3Dグラフィックスにおいては結構負荷の高いテーマだ。 大別して2つのアプローチがあり、まずは"毛"テクスチャを貼り付けたポリゴンを、3Dキャラクタに植え込むアプローチがある。このアプローチは毛のヒレを植え込むイメージになるので「フィン(Fin:ヒレ)」法と呼ばれる。 フィン法は毛が立っている方向に見る分にはフサフサした感じが得られるのだが、毛先がこちらに向いているような方向で見た時にはボリューム感が足りないという弱点がある。 「フィン」による毛。毛ヒレなどといわれる。毛ヒレを連結して長髪を表現することも多い こうしたケースのために、毛の断面図を法線マップ化し、これバンプマッピングする要領で半透明で少しずつ間隔
Maverick Project
Microsoft Visual Studio .NET 2003 Microsoft DirectX 9.0 SDK (December 2004) シェーダーモデル 2.0 今回はファーシェーダーをやります。いわゆる毛の表現ですな。有名どころで「ロストプラネット」 で主人公の衣装の首周りなどに用いられています。 こんな感じになります。いい感じになりました。まあもう少し密度があった方がいいですが、そこはまあサンプルですんで。 さて今回コーディングで新たにやることはあまりありません。ぶっちゃけ前回やったバンプマッピングがすべてだったりします。 ですのでバンプマッピング見てない方はまずそちらを参照してください。 ちなみにバンプマッピングを無効にするとこうなります。 毛に立体感が出ていません。バンプマッピングの効果がよくわかると思います。 さてファーシェーダーの概念です。ファーシェーダーはモデ
Unity のシェーダの基礎を勉強してみたのでやる気出してまとめてみた - 凹みTips
はじめに 近年の GPU の進化に伴い 3D 周りの表現力がとても豊かになりました。そしてこの多彩な表現を可能としているのはシェーダによるところが大きく、シェーダを理解して書くことが出来ると、表現できることの幅がとても広がります。 Unity では素晴らしいことにシェーダを強力にサポートしていて、多様なデフォルトのシェーダに加え、カスタムシェーダを簡単に作るための土台が用意されています。しかしながら、パッとリファレンスや色々なサイトを見ただけでは、何がどうなっていて何をどうすれば良いのかなかなか分からないところがあります。 そこで、これから始める人の参考になればと思い、勉強しながら理解したことをまとめておこうと思います。調べながら書いているので、間違いなども多々あると思いますが、見つけた際はコメントや Twitter などでご指摘いただけると嬉しいです。 シェーダで色々出来る例 Unity
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フラグメントシェーダの実装チュートリアルや小さなデモが多数公開されているブログ xdPixel - WebGL 総本山
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