この記事は KLab Advent Calendar 2019 22日目の記事です。

はじめに

こんにちは、クライアントエンジニアのnorm81です。

禍つヴァールハイトではクリスマスイベントが絶賛開催中です。
今回はクリスマスイベントで実装された雪シェーダーを紹介します。
紹介する動作確認済み環境は Unity 2017.4.29f1 になります。

実装されたシェーダー

・地面に雪が積もるシェーダー
・天井に雪が積もるシェーダー
・スクリーンベースの雪が降るシェーダー

norm81が主に担当したのは地面に雪が積もるシェーダーですが
それ以外も各項で紹介します。

地面に雪が積もるシェーダー

専用のマスクテスクチャを使ってマスクの白い部分から、
マテリアルに設定されたレンジ値を基に、順々に表示されています。
頂点ごとに接線と角度計算して屋根にも使っています。

マスクテクスチャ

プロパティ

関連箇所を抜き取ったシェーダー

snow1.shader

sampler2D _HeightmapTex; // マスクテクスチャ
half _Snow; // Snow Level: レンジ域
half _SnowOffset; // Snow Offset: レンジ基準値オフセット
half _SnowSmooth; // Snow Smooth: 境界値付近のアルファ値
half4 _SnowColor; // Snow Color: 対象を上書きする色
half4 _SnowDirection; // Snow Ditection: 角度差の基準とする法線

v2f vert(appdata_t v)
{
    v2f f;

    // 省略
    float3 worldSpaceNormal = mul(unity_ObjectToWorld, v.normal).xyz;
    worldSpaceNormal = normalize(worldSpaceNormal);

    // NOTE: fragで計算した方がレンジの反映精度が高いが、計算回数の省略目的とstep境界値付近のぼかしにv2fの補間を使っている。
    float theta = dot(worldSpaceNormal, _SnowDirection.xyz);
    float threshold = (0.5 - _Snow) * 2.0;
    f.snowalpha = _SnowColor.a * (1 - step(theta, threshold));
    // 省略
    return f;
}

half4 frag(v2f f) : COLOR
{
    half3 color = tex2D(_MainTex, f.uv);

    // 省略
    half3 Heightmap = tex2D(_HeightmapTex, f.uv.xy);
    float snowHeight = (1.0 - Heightmap.r) + _Snow + _SnowOffset;
    float snowAlpha = f.snowalpha * saturate((snowHeight - 1.0 + 0.0001) / (_SnowSmooth + 0.0001)); // 0.0001: Check division by zero.
    color = lerp(color, _SnowColor.rgb, snowAlpha * step(1.0, snowHeight));
    // 省略
    return half4(color, 1.0);
}