【Unity】シェーダーでTime.timeScaleを無視する

Time.timeScaleと_Time

Time.timeScaleはUnityの時間進行速度（倍率）です。こいつを0にするとTime.timeが停止し、PhysicsやらAnimatorやらが（デフォルトでは）停止するため、Unityでポーズ画面などを作る際によく使います。
ですが、時にはTimeScaleを0（や他の1以外の値）にした時でも、通常時と同じようにふるまってほしい場合があります。このとき、スクリプトではTime.timeやTime.deltaTimeのかわりにTime.unscaledTime、Time.unscaledDeltaTimeを使うことで期待する動作を実現できます。AnimatorもUpdate ModeをUnscaledにすることでTimeScaleを無視して時間を進め続けてくれます。

ではシェーダーではどうかというと……
シェーダーでアニメーションなどを行う際は_Timeプロパティを使いますが、これはTime.timeScaleの影響を受けます。つまりシェーダーでポーズメニューUIのかっこいいアニメーションエフェクトなどを作ろうとすると、Time.timeScaleの影響を受けてあえなく停止……

①愚直な方法

シェーダープロパティはスクリプトから設定できるのですから、こうすれば動かせそうです。

private void Update()
{
   material.SetFloat("_UnscaledTime", Time.unscaledTime);
}

シェーダーに_UnscaledTimeプロパティを設定して参照できます。
ですが……使用箇所毎にこれを書くのはちょっとキモいですね。MonoBehaviourの数も増えてよろしくありません。

②多少マシな方法

Unityではシェーダーのグローバル変数、つまりマテリアル間で共有されるプロパティを設定できます。

UnityEngine.Shader - Unity スクリプトリファレンス

ここにあるShader.SetGlobalFloatやらがそれです。

private void Update()
{
   Shader.SetGlobalFloat("_UnscaledTime", Time.unscaledTime);
}

これでシェーダー内でfloat _UnscaledTimeを宣言すれば、timeScaleに左右されない時刻が取得できます。
これならSceneに一個だけ置いとけばいいので、前の方法よりラクそうです。大抵のケースはこれでカバーできるでしょう。

③もっと根本的な方法

専用スクリプトいっさい置きたくない！！！という方向けに、もっと強力な方法を紹介しておきます。
PlayerLoopをいじってMonoBehaviour非依存でグローバルプロパティを更新する方法です。

PlayerLoopにカスタムの処理を挟む処理ですが……私が以前書いたPlayerLoopをいじるためのヘルパースクリプトをつかってちゃっちゃと書きます。
こちらのPlayerLoopModifier.csをインポートし、ついで以下のコードを書きます。

using UnityEngine;
using UnityEngine.LowLevel;
using UnityEngine.PlayerLoop;

public static class UnscaledShaderTime
{
    [RuntimeInitializeOnLoadMethod]
    private static void Register()
    {
        using (var modifier = new PlayerLoopModifier())
        {
            modifier.InsertAfter<Update.ScriptRunBehaviourUpdate>(new PlayerLoopSystem()
            {
                updateDelegate = OnUpdate,
                type = typeof(UnscaledShaderTimeUpdate)
            });
        }
    }

    private static void OnUpdate()
    {
        Shader.SetGlobalFloat("_UnscaledTime", Time.unscaledTime);
    }

    public struct UnscaledShaderTimeUpdate
    {
    }
}

キモはRuntimeInitializeOnLoadMethod属性で、これをつけたメソッドはMonoBehaviourだろうが関係なくスタートアップ時に実行されます。つまりMonoBehaviourに一切依存することなく、シーンを編集することもなく、任意の処理を挟み込めるわけなのです。あとはUpdate.ScriptRunBehaviourUpdateの直後にUnscaledTimeを設定する処理を挟み込んで終了。

すっきりしててうれしいですね。