概要

Unityのシェーダーを使ってタップ（またはクリック）した時に波紋のアニメーションを生成する方法

こんな感じで水面に広がる波紋のようにアニメーションさせるスクリプトを書いてみました。
https://github.com/katsuma99/TapRippleShader

以下にシェーダーのソースを載せていますが、今回は細かい解説はなしに波紋エフェクトが使えるように手順を説明していきます。また、波紋エフェクトはタップした時に発生させることを想定しているため、タップ時の当たり判定についても少し解説します。

Ripple.shader

Shader "Custom/Ripple" {
    Properties
    {
        [PerRendererData] _MainTex("Sprite Texture", 2D) = "white" {}
        [HideInInspector]_StartTime("StartTime", Float) = 0
        _AnimationTime("AnimationTime", Range(0.1, 10.0)) = 1.5
        _Width("Width", Range(0.1, 3.0)) = 0.3
        _StartWidth("StartWidth", Range(0, 1.0)) = 0.3
        [Toggle] _isAlpha("isAlpha",Float) = 1
        [Toggle] _isColorShift("isColorShift",Float) = 1
        [MaterialToggle] PixelSnap("Pixel snap", Float) = 1
    }

    SubShader
    {
        Tags
        {
            "Queue" = "Transparent"
            "IgnoreProjector" = "True"
            "PreviewType" = "Plane"
        }

        Lighting Off
        ZWrite Off
        Fog{ Mode Off }
        Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha

        Pass
        {
            CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile DUMMY PIXELSNAP_ON
#include "UnityCG.cginc"

            struct v2f
            {
                float4 vertex   : SV_POSITION;
                half2 texcoord  : TEXCOORD0;
            };

            v2f vert(appdata_base IN)
            {
                v2f OUT;
                OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);
                OUT.texcoord = IN.texcoord;
                return OUT;
            }

            fixed3 shift_col(fixed3 RGB, half3 shift)
            {
                fixed3 RESULT = fixed3(RGB);
                float VSU = shift.z*shift.y*cos(shift.x*3.14159265 / 180);
                float VSW = shift.z*shift.y*sin(shift.x*3.14159265 / 180);

                RESULT.x = (.299*shift.z + .701*VSU + .168*VSW)*RGB.x
                    + (.587*shift.z - .587*VSU + .330*VSW)*RGB.y
                    + (.114*shift.z - .114*VSU - .497*VSW)*RGB.z;

                RESULT.y = (.299*shift.z - .299*VSU - .328*VSW)*RGB.x
                    + (.587*shift.z + .413*VSU + .035*VSW)*RGB.y
                    + (.114*shift.z - .114*VSU + .292*VSW)*RGB.z;

                RESULT.z = (.299*shift.z - .3*VSU + 1.25*VSW)*RGB.x
                    + (.587*shift.z - .588*VSU - 1.05*VSW)*RGB.y
                    + (.114*shift.z + .886*VSU - .203*VSW)*RGB.z;

                return RESULT;
            }

            sampler2D _MainTex;
            float _StartTime,_Width,_StartWidth, _AnimationTime, _isAlpha,_isColorShift;
            fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
            {
                fixed4 color = tex2D(_MainTex, IN.texcoord);
                float2 pos = (IN.texcoord - float2(0.5,0.5)) * 2; //-1~1 幅2
                float dis = (_Time.y - _StartTime) / _AnimationTime + _StartWidth - length(pos);

                if (dis < 0 || dis > _Width)
                    return fixed4(0,0,0,0);

                float alpha = 1;
                if (_isAlpha == 1)
                {
                    alpha = clamp((_Width - dis) * 3, 0.1, 1.5);
                }

                fixed3 shiftColor = color;
                if (_isColorShift == 1)
                {
                    half3 shift = half3(_Time.w * 10, 1, 1);
                    shiftColor = shift_col(color, shift);
                }

                return fixed4(shiftColor, color.a * alpha);
            }
            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Sprites/Default"
}

使用するための手順

　1. マテリアルの作成
　2. ゲームオブジェクトの作成
　3. タッチパネルの作成

Step1．マテリアルの作成

まずは、波紋シェーダーをアタッチするために、ProjectタブでマテリアルTapRippleMatを作成します。

　　マテリアルの作成：Project > Create > Material

次に、シェーダーRippleを作成し、冒頭で紹介したコードをそのままコピペして上書きします。

　　シェーダーの作成：Project > Create > Shader > ImageEffectShader

最後に、作成したTapRippleMatにRippleをアタッチし、InspectorタブのShaderプルダウンでCustom/Rippleを指定します。これで、波紋シェーダーのマテリアルが完成しました。シェーダーのパラメータをいじることで様々な波紋エフェクトを作成できます。（後で説明）

Step2．ゲームオブジェクトの作成

タップした場所に波紋を生成するゲームオブジェクトTapEffectを作成します。正確には波紋を描画するための平面をアタッチしたゲームオブジェクトを生成するため、Hierarchy上でSpriteを生成します。

　　スプライトの作成：Hierarchy > 2DObject > Sprite

次に、以下のテクスチャをProject上にドラック＆ドロップでインポートします。そして、TapEffectのSpriteRenderer > Spriteに割り当てます。

次に、C#スクリプトTapCircleを作成し、以下のコードをコピペで上書きして、TapEffectにアタッチします。

　　C#スクリプトの作成：Project > Create > C#Script

TapCircle

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(SpriteRenderer))]
[RequireComponent(typeof(Collider2D))]
public class TapCircle : MonoBehaviour
{
    SpriteRenderer mSpriteRenderer;
    Collider2D mCircleCollider;

    void Awake()
    {
        mSpriteRenderer = transform.GetComponent<SpriteRenderer>();
        mCircleCollider = transform.GetComponent<Collider2D>();
    }

    void Start()
    {
        Invoke("unenabledTrigger", 0.05f);

        mSpriteRenderer.material.SetFloat("_StartTime", Time.time);

        float animationTime = mSpriteRenderer.material.GetFloat("_AnimationTime");
        float destroyTime = animationTime;
        destroyTime -= mSpriteRenderer.material.GetFloat("_StartWidth") * animationTime;
        destroyTime += mSpriteRenderer.material.GetFloat("_Width") * animationTime;
        Destroy(transform.gameObject, destroyTime);
    }

    public void unenabledTrigger()
    {
        mCircleCollider.enabled = false;
    }

    public void OnTriggerEnter2D(Collider2D collider)
    {
        //タップしたオブジェクト : collider

        //-----------------処理-----------------//

    }
}

すると自動的にTapEffectにCircleCollider2Dがアタッチされるので、CircleCollider2D > Radiusに0.5を指定してください。

ちなみに、タップの当たり判定についてはTapCircleのOnTriggerEnter2Dの関数内でタップしたオブジェクトcolliderに対して処理を行うことができます。
なお、タップするオブジェクトにはColliderと一緒にRigidbodyもアタッチしておいてください。当たり判定はColliderをアタッチしたどちらかのゲームオブジェクトにRigidbodyがないとできない仕様になっています。

　　当たり判定の注意：Colliderの他にRigidbodyが必要

以上で、ゲームオブジェクトの設定ができたので、TapEffectをHierarchyからProjectへ移しておいてください。

Step3．タッチパネルの作成

まずは、C#スクリプトPlayTouchPanelを作成し、以下のコードをコピペして上書きしてください。

PlayTouchPanel

using UnityEngine;
using UnityEngine.EventSystems;
using UnityEngine.UI;

[RequireComponent(typeof(Image))]
public class PlayTouchPanel : MonoBehaviour, IPointerDownHandler, IPointerUpHandler, IDragHandler
{
    public GameObject mTapEffect;

    public void OnPointerDown(PointerEventData eventData)
    {
        //マウスクリック時
        NewTapEffect(eventData.position);
    }

    public void OnPointerUp(PointerEventData eventData)
    {
    }

    public void OnDrag(PointerEventData eventData)
    {
    }


    void Update()
    {
        //タップ時
        CheckTap();
    }

    void CheckTap()
    {
        foreach (Touch t in Input.touches)
        {
            if (t.phase == TouchPhase.Began)
            {
                NewTapEffect(t.position);
            }
        }
    }

    //タップエフェクトを出す
    void NewTapEffect(Vector2 pos)
    {
        Vector2 worldPos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(pos);
        Object.Instantiate(mTapEffect, worldPos, Quaternion.identity, transform);
    }
}

以上でProjectの編集は完了し、以下のように6ファイルを作成できていると思います。

次に、HierarchyにキャンバスTouchCanvasを作成し、その下に空のゲームオブジェクトTouchPanelを作ります。EventSystemはキャンバスを作成すると自動的に作られるタッチイベントを可能にするゲームオブジェクトです。

　　キャンバスの作成：Hierarchy > UI > Canvas
　　空のオブジェクトの作成：Hierarchy > CreateEmpty

TouchPanelにPlayTouchPanelをアタッチし、Scene上でTouchPanelの枠を操作して、RectTransformの領域をカメラ画面に合わせておきます。
またPlayTouchPanelをアタッチすると、自動的にCanvasRendererとImageがアタッチされていることがわかります。この2種類のコンポーネントはタッチイベントを発生させるために必要です。タッチイベントは、キャンバス上のイメージにタッチすることがトリガーとなっていることに注意してください。

　　タッチイベントの注意：CanvasRendererとImageが必要

以上でタッチパネルの作成が完了しました。
アプリを実行して画面にタッチすることで波紋が出ることを確認してい下さい。

パラメーターをいじる

項目	意味
AnimationTime	波紋エフェクトが発生して消えるまでの時間
Width	広がる波紋の幅（全長 : 2）
StartWidth	エフェクト発生時の波紋の広がり度合（中心からの距離）
isAlpha	波紋にアルファをかけて柔らかくする
isColorShift	波紋の色を変えてカラフルにする