Unity シェーダー　頂点を引き伸ばす

前提・実現したいこと

描画しているメッシュの頂点をシェーダーで引き延ばしたい

該当のソースコード

C#
1using System.Collections;
2using System.Collections.Generic;
3using UnityEngine;
4using UnityEngine.EventSystems;
5
6public class PlacementDraw : MonoBehaviour
7{
8    public Material material;
9    Mesh mesh;
10    List<Vector2> ObjectPositionList = new List<Vector2>();
11    public Placement.StateType stateType;
12    // Start is called before the first frame update
13    void Start()
14    {
15        mesh = new Mesh();
16        mesh.vertices = new Vector3[] {
17        new Vector3 (0, 0, 0),
18        new Vector3 (0f, 1f, 0),
19        new Vector3 (1f, 0f, 0),
20        new Vector3 (1f, 1f, 0),
21    };
22
23        mesh.uv = new Vector2[] {
24        new Vector2 (0f, 0f),
25        new Vector2 (0f, 1f),
26        new Vector2 (1f, 0f),
27        new Vector2 (1f, 1f),
28    };
29
30        mesh.triangles = new int[] {
31        0, 1, 2,
32        1, 3, 2,
33    };
34
35        mesh.RecalculateNormals();
36        mesh.RecalculateBounds();
37    }
38
39    // Update is called once per frame
40    void Update()
41    {
42        PlacementObject();
43        for (int i = 0; i < ObjectPositionList.Count; i++)
44        {
45            Graphics.DrawMesh(mesh, ObjectPositionList[i], Quaternion.identity, material, 0);
46        }
47    }
48    void PlacementObject()
49    {
50        var pos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(Input.mousePosition);
51        var x = Mathf.FloorToInt(pos.x);
52        var y = Mathf.FloorToInt(pos.y);
53        var pos2 = new Vector2(x, y);
54        Placement placement = GetComponent<Placement>();
55        if (Input.GetMouseButton(0) && stateType == placement.state)
56        {
57            if (EventSystem.current.IsPointerOverGameObject())
58            {
59                return;
60            }
61            ObjectPositionList.Add(pos2);
62        }
63    }
64}
65

ShaderLab
1Shader "Unlit/StencilObject"
2{
3	Properties
4	{
5		[PerRendererData] _MainTex ("Sprite Texture", 2D) = "white" {}
6		_Color ("Tint", Color) = (1,1,1,1)
7		[MaterialToggle] PixelSnap ("Pixel snap", Float) = 0
8	}
9
10	SubShader
11	{
12		Tags
13		{ 
14			"Queue"="Transparent" 
15			"IgnoreProjector"="True" 
16			"RenderType"="Transparent" 
17			"PreviewType"="Plane"
18			"CanUseSpriteAtlas"="True"
19		}
20
21		/*Stencil
22		{
23			Ref 1
24			Comp equal
25		}*/
26
27		Cull Off
28		Lighting Off
29		ZWrite Off
30		Blend One OneMinusSrcAlpha
31
32		Pass
33		{
34		CGPROGRAM
35			#pragma vertex vert
36			#pragma fragment frag
37			#pragma multi_compile _ PIXELSNAP_ON
38			#include "UnityCG.cginc"
39			
40			struct appdata_t
41			{
42				float4 vertex   : POSITION;
43				float4 color    : COLOR;
44				float2 texcoord : TEXCOORD0;
45			};
46
47			struct v2f
48			{
49				float4 vertex   : SV_POSITION;
50				fixed4 color    : COLOR;
51				float2 texcoord  : TEXCOORD0;
52			};
53			
54			fixed4 _Color;
55
56			v2f vert(appdata_t IN)
57			{
58				v2f OUT;
59				OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);
60				OUT.texcoord = IN.texcoord;
61				OUT.color = IN.color * _Color;
62				#ifdef PIXELSNAP_ON
63				OUT.vertex = UnityPixelSnap (OUT.vertex);
64				#endif
65
66				return OUT;
67			}
68
69			sampler2D _MainTex;
70			sampler2D _AlphaTex;
71			float _AlphaSplitEnabled;
72
73			fixed4 SampleSpriteTexture (float2 uv)
74			{
75				fixed4 color = tex2D (_MainTex, uv);
76
77#if UNITY_TEXTURE_ALPHASPLIT_ALLOWED
78				if (_AlphaSplitEnabled)
79					color.a = tex2D (_AlphaTex, uv).r;
80#endif //UNITY_TEXTURE_ALPHASPLIT_ALLOWED
81
82				return color;
83			}
84
85			fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
86			{
87				fixed4 c = SampleSpriteTexture (IN.texcoord) * IN.color;
88				c.rgb *= c.a;
89				return c;
90			}
91		ENDCG
92		}
93	}
94}

追加スクリプト

C#
1using System.Collections;
2using System.Collections.Generic;
3using UnityEngine;
4
5public class PlacementShadow : MonoBehaviour
6{
7    public Material material;
8    Mesh mesh;
9    List<Vector2> ObjectPositionList = new List<Vector2>();
10    // Start is called before the first frame update
11    void Start()
12    {
13        mesh = new Mesh();
14        mesh.vertices = new Vector3[]
15        {
16            new Vector3(0f,0f,0f),
17            new Vector3(0f,1f,0f),
18            new Vector3(1f,0f,0f),
19
20            new Vector3(0f,1f,1f),
21            new Vector3(1f,0f,1f),
22            new Vector3(1f,1f,1f),
23        };
24        mesh.uv = new Vector2[]
25        {
26            new Vector2(0f,0f),
27            new Vector2(0f,1f),
28            new Vector2(1f,0f),
29            new Vector2(0f,1f),
30            new Vector2(1f,0f),
31            new Vector2(1f,1f),
32        };
33        mesh.triangles = new int[]
34        {
35            0,1,2,
36
37            3,2,1,
38            2,3,4,
39
40            5,4,3,
41        };
42        mesh.RecalculateBounds();
43        mesh.RecalculateNormals();
44    }
45
46    // Update is called once per frame
47    void Update()
48    {
49        Placement();
50        for(int i = 0;i < ObjectPositionList.Count; i++)
51        {
52            Graphics.DrawMesh(mesh,Vector3.zero, Quaternion.identity, material, 0);
53        }
54    }
55    void Placement()
56    {
57        var pos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(Input.mousePosition);
58        var x = Mathf.FloorToInt(pos.x);
59        var y = Mathf.FloorToInt(pos.y);
60        var pos2 = new Vector2(x, y);
61        if (Input.GetMouseButton(0))
62        {
63            ObjectPositionList.Add(pos2);
64        }
65    }
66}
67

試したこと

正方形に描画しているメッシュの３つの頂点を引き伸ばして、ボリュームシャドウのようにしたかったのですが、どうすればシェーダーで描画しているメッシュの頂点をいじれるのか、調べても分かりませんでした。
どのようにすればシェーダーでverticesを変更することができますか？
回答お願いします。

Bongo

2020/03/07 23:19

ご提示いただいた図はどういう状況なのでしょうか? もし試行錯誤した結果の失敗図なのでしたら、他にも外部画像処理ソフトで模擬的な理想図を描いていただいた方がいいかもしれません。

退会済みユーザー

2020/03/08 02:37

添付した画像は理想図です

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

ご参考にされたサイトの「ボリュームシャドウ」の方に言及がありますが、正方形のような単純な形状をそのまま引き伸ばしたのでは六角形の影に変形させることはできないかと思います。

さいわい今回は単純な正方形ですので、正方形に特化したシンプルな加工ができそうです。
プランとしては、まず正方形を固定側と可動側の2つの三角形に分け、それらの間には2つをつなぐように面を張っておきます。
そしてシェーダー内では、引き伸ばし方向に応じて正方形を90°ずつ回転させることで引き伸ばしたい方向へ可動側三角形が向くようにしてみました。

PlacementDrawのStartを下記のように変更しました。

C#
1        // Start is called before the first frame update
2        void Start()
3        {
4            mesh = new Mesh();
5            mesh.vertices = new Vector3[] {
6                // 左下の三角形と...
7                new Vector3 (0f, 0f, 0f),
8                new Vector3 (0f, 1f, 0f),
9                new Vector3 (1f, 0f, 0f),
10
11                // 右上の三角形に分ける
12                // さらに、使用していないZ成分を固定側か可動側かを
13                // 区別するための目印として使うことにし、右上三角形の
14                // Zを1にしておく
15                new Vector3 (0f, 1f, 1f),
16                new Vector3 (1f, 0f, 1f),
17                new Vector3 (1f, 1f, 1f),
18            };
19
20            mesh.uv = new Vector2[] {
21                // UVも頂点数に合わせて6つに増やす
22                new Vector2 (0f, 0f),
23                new Vector2 (0f, 1f),
24                new Vector2 (1f, 0f),
25                new Vector2 (0f, 1f),
26                new Vector2 (1f, 0f),
27                new Vector2 (1f, 1f),
28            };
29
30            mesh.triangles = new int[] {
31                // 左下三角形
32                0, 1, 2,
33
34                // 2つの三角形をつなぐ長方形
35                3, 2, 1,
36                2, 3, 4,
37
38                // 右上三角形
39                5, 4, 3,
40            };
41
42            mesh.RecalculateNormals();
43            mesh.RecalculateBounds();
44        }

シェーダー側は下記のようにしてみました。
ご提示のコードはスプライト用のものをベースにしているご様子で、若干複雑な記述になっていましたが、DrawMeshで使う分にはもっとシンプルでよさそうに思いましたので、記述をいくらか掃除してあります。

ShaderLab
1Shader "Unlit/SquareShadow"
2{
3    Properties
4    {
5        _Color ("Shadow Color", Color) = (1,1,1,1)
6        _Angle ("Shadow Angle", Range(0.0, 360.0)) = 210.0
7        _Distance ("Shadow Distance", Range(0.0, 5.0)) = 2.0
8    }
9
10    SubShader
11    {
12        Tags
13        { 
14            "Queue"="Transparent" 
15            "IgnoreProjector"="True" 
16            "RenderType"="Transparent" 
17            "PreviewType"="Plane"
18        }
19
20        Cull Off
21        Lighting Off
22        ZWrite Off
23        Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
24
25        Pass
26        {
27            // すでに影を描画済みの部分には描画させないようにすることで、
28            // 影が重なったときに色が濃くなってしまうのを防ぐ
29            Stencil
30            {
31                Ref 1
32                ReadMask 1
33                WriteMask 1
34                Comp Greater
35                Pass Replace
36            }
37
38            CGPROGRAM
39            #pragma vertex vert
40            #pragma fragment frag
41            #include "UnityCG.cginc"
42
43            struct appdata_t
44            {
45                float4 vertex : POSITION;
46            };
47
48            struct v2f
49            {
50                float4 vertex : SV_POSITION;
51            };
52
53            fixed4 _Color;
54            float _Angle;
55            float _Distance;
56
57            v2f vert(appdata_t IN)
58            {
59                v2f OUT;
60
61                // まず、引き伸ばし方向を指す単位ベクトルを作る
62                float2 direction;
63                sincos(_Angle * UNITY_PI / 180.0, direction.y, direction.x);
64
65                // 引き伸ばし方向の成分の符号を求め...
66                float2 directionSign = sign(direction);
67
68                // 単純化のため、符号が0ならとりあえず1とし...
69                directionSign += 1.0 - abs(directionSign);
70
71                // 2つの軸に分け...
72                float2 axisX = float2(directionSign.x, 0.0);
73                float2 axisY = float2(0.0, directionSign.y);
74
75                // 符号の積を求めて第1・3象限(+1)か第2・4象限(-1)かを調べ...
76                float orthantSign = directionSign.x * directionSign.y;
77
78                // 象限に応じて軸を選び、それを使って元の頂点座標を(0.5, 0.5)を中心に回転させる
79                IN.vertex.xy = mul(IN.vertex.xy - 0.5, orthantSign > 0 ? float2x2(axisX, axisY) : float2x2(axisY, axisX)) + 0.5;
80
81                // 可動側の三角形をdirectionの向きに_Distanceだけずらす
82                IN.vertex.xy += (IN.vertex.z * _Distance) * direction;
83
84                // 可動側判定に使ったZ成分はもう不要なので0に変える
85                IN.vertex.z = 0.0;
86
87                OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);
88
89                return OUT;
90            }
91
92            fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
93            {
94                return _Color;
95            }
96            ENDCG
97        }
98    }
99}

こんな感じで影を描いた後、さらにその上に通常のシェーダーで本来の画像を描画すれば画像が影を落としているように見えるんじゃないかと思います。

投稿2020/03/08 08:41

Bongo

総合スコア10807

退会済みユーザー

2020/03/08 14:17

回答ありがとうございました。いつも参考になります。

退会済みユーザー

2020/03/11 06:26

ベストアンサー済みにしてから追記して申し訳ありません。追加したスクリプトのようにしてメッシュを描画し、マテリアルのインスペクタをいじると、象限ごとにメッシュが瞬間移動したような動きになってしまいます。

Bongo

2020/03/11 09:41

象限をまたぐと位置が飛ぶということは、90°回転の部分に何か見落としがあったのかもしれません。のちほど調べてみます。おうかがいしますが、スクリプト側はご質問文に追記いただいた形（Startのメッシュ生成部分を変更、DrawMesh時の位置はObjectPositionListは使わずVector3.zeroとする）で、シェーダー側は私が回答内に提示しましたものということでいいでしょうか。もしシェーダー側のコードが私のものと全く同じならけっこうですが、もし何らかのアレンジが加わっているようでしたら念のためシェーダーコードもご提示いただけるとありがたいです。

退会済みユーザー

2020/03/11 10:01

すみません。瞬間移動したような動きになるのは、DrawMesh時の位置がObjectPositionList[i]の時でした。シェーダーコードは全く同じです。Vector3.zeroなら正常に動作します。

Bongo

2020/03/11 22:37

Vector3.zeroだと大丈夫でObjectPositionList[i]だとずれるとなるといよいよもって謎ですね...すみませんがまだその現象を再現できていません。 Vector3.zeroだとずれないのなら、おそらくメッシュに異常はないんじゃないかと思われます。DrawMesh時の位置が違う場合にずれるとなると、たとえば(0, 0, 0)と(1, 0, 0)と(0, 1, 0)のような3地点に描画させた場合、Angleを回転させると(0, 0, 0)だけがずれなくて(1, 0, 0)と(0, 1, 0)は瞬間移動してしまう感じでしょうか。たびたびすみませんが、上記の3地点に描画させて動かした場合の映像を撮影していただけませんでしょうか。もしかすると瞬間移動するときの位置の飛び方が手がかりになるかもしれません。

行動規範の内容に同意します