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spriteの特定の高さ以下を描画しないShader

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spriteの特定の高さ(ローカル)以下を描画しないShaderを実装中なのですが、うまくいきません。

特定のuv.y以下を表示しないようにすることでspriteのSprite ModeがSingleの場合は思った通りに動作しますが、
Sprite ModeがMultipleであると、Textureの中でのuv値が参照され、以下のコードがうまくいきません。
スクリプトから対象のspriteのuv値渡してもらうというような手法ではなく、もう少しスマートな方法はありませんでしょうか?
よろしくお願いいたします。

Shader "Unlit/NewUnlitShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Height("Height", Range(0,1)) = 0.5

    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100
        Cull Off


        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _Height;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                clip(i.uv.y - _Height);

                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}
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回答 1

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安直かもしれませんが、下記のように頂点座標を頼りにしてみるのはどうでしょうかね?

Shader "Unlit/NewUnlitShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Height ("Height", Range(0,1)) = 0.5

        // プロパティを追加
        _PivotY ("Pivot Y (Normalized)", Range(0,1)) = 0.5
        _SizeY ("Sprite Height In Pixels", Int) = 128
        _PixelsPerUnit ("Pixels Per Unit", Float) = 100.0
    }
    SubShader
    {
        // バッチングが有効だと、バッチング可能と判断されたスプライトが結合されて
        // 単一のメッシュになるため、vertexの値が今回の目的には利用できなくなりますので
        // タグに"DisableBatching"="True"を追加しました
        Tags { "RenderType"="Opaque" "DisableBatching"="True" }
        LOD 100
        Cull Off

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float localY : TEXCOORD2; // 頂点ローカル座標伝達用の変数を追加
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _Height;

            // プロパティの値を受け取る変数を追加
            float _PivotY;
            float _SizeY;
            float _PixelsPerUnit;

            // lerpの逆を行う関数を追加
            inline float inverseLerp(float a, float b, float value)
            {
                return saturate((value - a) / (b - a));
            }

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                o.localY = v.vertex.y; // フラグメントシェーダーに頂点ローカル座標のYを送り...

                // あるいは、下記のようにこの時点で頂点座標を0~1にリマップしてしまってもいいでしょう
                // 頂点ローカル座標そのものを送ると、それに合わせて_Heightの範囲も調整してやる必要があるでしょうが
                // それだとインスペクターの表示が直感的でなく気に入らない...といったことがあるかもしれません
                /*
                float scale = _SizeY / _PixelsPerUnit;
                o.localY = inverseLerp(0.0, scale, v.vertex.y + _PivotY * scale);
                */

                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // uv.yに代わって、
                // clip(i.uv.y - _Height);

                // localYでクリッピング
                clip(i.localY - _Height);

                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

図

バッチングを強制的に切るよう設定してしまいましたので、多数のスプライトを一発のドローコールで描画できる...という利点は失われるのが弱点かもしれません。
とはいえ、ご質問者さんのおっしゃる「スクリプトから対象のspriteのuv値渡してもらう」みたいな方法をとるにしても、バッチングを切らせないようにするにはそれなりに工夫が必要そうな気配がします。
バッチングが効かないと困るようなヘビーな描画を行っているのでなければ、シンプルさを重視してバッチングは妥協してもいいかもしれません。

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  • 2021/06/24 13:12 編集

    ご返信ありがとうございます!

    「o.localY = v.vertex.y * 0.5 + 0.5;」のリマップをfragの方で行うと表示が異なる件ですが、
    理由は不明ですが起こらなくなりました。失礼いたしました(見間違えていたのだと思います)。

    ただ、「o.localY = v.vertex.y * 0.5 + 0.5;」のリマップを行うと、
    表示的にどうやら私の方だと頂点座標が-1~1ではなく、-0.5~0.5となっているらしく、
    o.localYに代入されるのが、0.25~0.75となり
    _Heightが0.25以上でクリップされるようになっていしまいます。
    頂点座標が-0.5~0.5となる原因(要因)をもしご存知であれば教えてくださると幸いです。

    使用画像はAssetsフォルダ上で右クリック->Creates->Sprites->Squareで生成された四角Textureの
    ImportSettingsのSpriteModeをSingleにしたものを使用しており、それ以外は一切弄っておりません(画像サイズ4x4、Pixel per unit 4)。

    キャンセル

  • 2021/06/24 21:09

    的確なツッコミありがとうございます。白状しますと、私が試した場合では0.18でスプライトの下端、0.83で上端となり、どうやらメッシュの原点についてはピボットに依存(デフォルトのCenterならメッシュの原点も中心)するらしいものの、あの数値から上端・下端がどのように決定されるのか想像できなかったのです。
    Unityユーザーからは見えないところで謎の法則によって決定されていて知ることはできないのかもしれない...などと考え、大まかに調整できれば十分だろうと思って、恣意的に-1~1を0~1にマッピングしました。

    ご質問者さんのご指摘を受けまして、なにかお答えせねばと思い観察しなおしてみたところ、どうやらスプライトのピクセル単位の高さとPixels Per Unitを絡めれば算出できそうな感じでした(私の場合はPixels Per Unitが100、スプライトの高さが128の状態だったので、シーン上におけるスプライトの高さは1.28となり、メッシュもそのようになっていると仮定すると説明ができそうでした)。

    回答のコードを差し替えましたが、あれならどうでしょうか。結局_PivotY、_SizeY、_PixelsPerUnitの3つのプロパティを追加することになってしまいすみません。おそらく、さすがにあれらの値についてはUnity組み込みの変数だとかはないでしょうから、独自のプロパティとして与えてやる必要があるんじゃないかと思います。スプライトのピボット、サイズ、Pixels Per Unitがみんな同じなのでしたらマテリアルのインスペクター上で共通の値をセットしてやればいいでしょうが、スプライト毎にバラバラな場合はスプライトに応じてそれぞれ適切な値をセットしてやることになりますので、ご質問者さんのおっしゃったUV値を個別に与えてやる方法と大差ない手間になってしまうでしょう...

    キャンセル

  • 2021/06/25 10:53

    詳しく教えてくださりありがとうございます。
    新しく更新してくださったコードでうまくいきました。
    特にPivotが影響してくることは盲点でした。
    色々とこんがらがっていた部分が解決しました。

    ご回答ありがとうございました!

    キャンセル

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