【URP】表裏面で別テクスチャ＆アウトライン付与シェーダー

0.シェーダーを書いた経緯

このアセットをURPで使おうとしたところ、シェーダーが対応していなかったので...頑張った。

1.シェーダーの最低限仕様

• 用意されている3DモデルがPlaneみたいに裏面非描画になっていたので、描画させる
• 表面と裏面で違うテクスチャを貼る
• 基本的にテクスチャの白成分が高いので、重なってもわかるようにアウトラインを付与する

2.作ったシェーダー

Custom/Outline and Double-sided.shader

Shader "Custom/Outline and Double-sided"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {}
        _BackTex ("Back Texture", 2D) = "white" {}
        _OutlineColor ("Outline Color", Color) = (0, 0, 0, 1)
        _OutlineWidth ("Outline Width", Range(0, 0.1)) = 0.02
    }
    SubShader
    {
        Cull Off
        Tags { "RenderType"="Opaque" "RenderPipeline" = "UniversalPipeline" }
        LOD 100
        
        HLSLINCLUDE
        #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

        // マクロで定数化
        #define MIN 0.0001

        struct appdata
        {
            half4 vertex : POSITION;
            half2 uv : TEXCOORD0;
        };

        struct v2f
        {
            half4 vertex : SV_POSITION;
            half2 uv : TEXCOORD0;
        };

        TEXTURE2D(_MainTex);
        TEXTURE2D(_BackTex);
        SAMPLER(sampler_MainTex);
        SAMPLER(sampler_BackTex);

        CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
        half4 _MainTex_ST;
        half4 _BackTex_ST;
        half4 _OutlineColor;
        half _OutlineWidth;
        CBUFFER_END
        
        ENDHLSL
        
        // 裏面も描画する
        Pass
        {
            // LightModeはマルチパス実行のために必須
            Tags{ "LightMode" = "UniversalForward" }
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma target 3.0
            
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex);
                o.vertex.z += MIN;
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            half4 frag (v2f i, half facing : VFACE) : SV_Target
            {
                // カメラに向いている面によって表裏のテクスチャを切り替え
                return facing > 0 ? SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.uv) : SAMPLE_TEXTURE2D(_BackTex, sampler_BackTex, i.uv);
            }
            ENDHLSL
        }
        
        // アウトラインの描画
        Pass
        {
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                // アウトラインの分だけ拡大
                o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex * (1 +_OutlineWidth));
                return o;
            }

            half4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                return _OutlineColor;
            }
            ENDHLSL
        }
    }
}

3.課題点

• アウトラインが太さ統一ではなく、あくまでモデルの形を拡大したのを用意しているだけなので、ちょっと気持ち悪いなとは思ってる。まあ、妥協できるかな...

4.感想

正直、自力のシェーダーコーディングは初めてだったので、URPの仕様に苦戦したりShader Graphに浮気したりとまあいろいろ大変だった...。