【Unity】【シェーダ】ライティング入門

デフォルトライティング関数

・Unityではあらかじめ下記のライティング関数が利用されている。
・構造体の詳細については※4 公式リファレンス参照。

関数名	ライティング関数へ渡す構造体	タイプ
Lambert	SurfaceOutput	非物理ベース
BlinnPhong	SurfaceOutput	非物理ベース
Standard	SurfaceOutputStandard	物理ベース

ライティングの切り替え

・下記２か所を設定する。

　#pragma surface surf 関数名
　void surf (Input IN, inout ライティング関数へ渡す構造体 o) { }

自作ライティング関数

①定義

・関数名は「Lighting」で始める。
・関数の引数は以下の通り。（その他の引数については　※１公式リファレンスを参照）

タイプ	引数
カメラビューなし	half4 LightingMyName(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten)
カメラビューあり	half4 LightingMyName(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half3 viewDir, half atten)

  void LightingAnyMethodName(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten) { return 描画色; }

②宣言

　#pragma surface surf 「Lighting」を除いた関数名
　void surf (Input IN, inout ライティング関数へ渡す構造体 o) { }

ライティングをOFFにする

・シェーダの作成に当たり、ライトを切りたい場合があるは以下の設定を行う。
1. Window -> Rendering -> Lighting Settingを選択する。
2. Intensity Multiplierの値を「0」に設定する。

物理ベースと非物理ベース

特徴について

・物理ベースレンダリング (PBR : Physically - Based Rendering)
・非物理ベースに比べて、より物理学のモデル(光の屈折や反射)に近い計算を行うことで、より現実に近い描写を行うことができる。
　- energy conservation (エネルギー保存則) - 受けた光量以上は反射できない。
　- microsurface scatteringstate-of-the-art (微小表面反射) - 荒い面はなめらかな面に比べて不安定な光を反射する
　- Fresnel reflectance (フレネル反射) - スペキュラ反射は「かすめ角」に現れる。
　- surface occlusion (面閉塞) - 角の暗がりや反射しにくい面
・イメージする質感を直感的に作成できる。
　（例えば、Metallicというパラメタに1を設定すると金属っぽくなり, 0を設定すると非金属っぽくなる。)
・非物理ベースに比べて、高負荷である。

種類

・Materialのインスペクタビューからシェーダを「Standard」「Standard (Specular)」を選択する。
・どちらを選択しても同一のマテリアルを作成できるため、どちらを選ぶかは好みの問題である。
・詳細な違いについては※2 公式リファレンス参照
・マテリアルのサンプルは※3 公式リファレンス参照

透過の設定

・Materialのインスペクタビューから「Render Mode」を切り替える。

Type	2	3
Transparent	半透過	α=0でも光は反射するため透明にはならない。鏡のようなオブジェを作りたいときに使用
Fade	完全透過	αが透明度となる。
CutOff	部分透過	α < C となる部分の描画をスキップする。

参考サイト

1. Custom lighting models in Surface Shaders
2. Metallic と Specular のワークフロー
3. マテリアルチャート
4. サーフェスシェーダーの記述