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Unity名古屋セミナー [Shadowgun]
- 1. 今時のモバイル環境のための リッチコンテンツ制作ノウハウ ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン合同会社 大前 広樹 Unity名古屋セミナー
- 2. Rewind 2011/App of 2011
- 7. http://beta.unity3d.com/assetstore/ ShadowgunSampleLevel.zip
- 10. ハードを知ろう
- 11. • ShadowGunのターゲット • iPhone4 • iPad, iPad2 • Tegra2以上のAndroid • Tegra3積んでたら色々おまけ処理 • http://www.youtube.com/watch? v=QmvJxbHWZSU&feature=player_embedded
- 12. • だいたいGPUネック、ときどきCPUネック (ShadowGunではiPad2のみCPU、ほかはGPU) • 大体フラグメントシェーダ • 頂点処理、頂点数が問題になることはほとんどない • メモリは沢山あるけど、バスは遅い • Power-VR系はソート順ほとんど意味なし • Aderno, Tegraはソート順はパフォーマンスにかな り影響（手前から描こう）
- 15. Basic GPU optimizations • Use simplest possible fragment shaders (vertex shaders are usually not problem) • Shader variables precision is very important (smaller precision -> faster shaders) – beware of artifacts however • Rendering order is important (especially on non-PowerVR GPUs) : try render back -> front • You can utilize shader tag ‘queue’ to enforce rendering order globally : ie. skybox goes last, weapon in 1st person view first • Sometimes, rearranging math expressions in shaders can have significant effect – so don’t be afraid to experiment Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 9
- 16. • Fragment Shaderを出来る限りシンプルにする • 頂点シェーダは大体において余っている(ので、エキ ストラでアレコレやりたいときに使える) • 描画順は意外と重要(特にPower-VR以外のGPUでは) • Queueを使って描画の順番を整理しよう • シェーダ内で計算順序を入れ替えてみると、結構イン パクトがある場合があるので、恐れず実験しよう！
- 17. • フラグメントシェーダを軽くするには？ • Precision超重要 • 計算順もたまに変えてみよう
- 19. float より精確 half fixed より速い http://http.developer.nvidia.com/Cg/fp20.html
- 20. 結論： 可能な限りfixedを使う
- 21. ライティングを上手くやろう
- 23. 使えるもの 静的なライト(ライトマップ) 動的なライト効果を軽く済ませる方法 ライトプローブ、疑似スペキュラ ちょっといい影のつけかた
- 24. Lighting in Shadowgun • Lighting has major impact for overall game look. GI makes almost any graphics assets look nice • We use lightmaps for static world geometry • For dynamic objects ‘light probes’ are utilized : result is consistent lighting for all surfaces (we have about ~500 light probes per level, 3.5m spacing) • There is usually one 1024x1024 lightmap per level • Lightmaps are NOT compressed because of artifacts Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 10
- 25. • グローバルイルミネーションさえ当てれば、大 抵のモデルは綺麗に見える:) • 静的なものはコスト安く、ライトマップで対応 • 動的に動くものはライトプローブを使う • ライトマップは綺麗に見せたいので非圧縮
- 26. GI lightmaps + probes Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 11
- 27. • ライトマップの問題点 • ディフューズカラーはいいが、スペ キュラがないのでメタル感が出ない
- 28. Specular lighting • Precomputed lighting is perfect for diffuse lighting component • Specular (view dependent) component however poses a problem (solutions exists but not viable on current mobile platforms) • This is where we start to cheat: • We precompute ‘specular lighting cubemap’ (this is just set of artists defined directional light projected to low-res cubemap) • In runtime, we use this cubemap as standard environment map (additive) • Artists create different specular cubemaps for different parts of level • To make this fake specular lighting consistent with lightmapped geometry we just modulate it with lightmap (yes, this has no physical basis, but looks OK) Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 12
- 29. • スペキュラライティング自体はあるが、 ダイナミックライトの計算は重すぎる • Cubemapを使って、フェイクなスペキュ ラをつける
- 30. • フェイク・キューブマップの作り方 • アーティストに頼んで、適当なライティングで場所・ 場所に合ったキューブマップをいくつか作ってもらう • 特定のエリアに入ったら、そのキューブマップを使っ て環境マップ処理をする • スペキュラがライトマップとあまり矛盾しないように イイ感じに調整（人力）
- 31. Cubemap based specular lighting Cubemap used for fake specular lighting Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 13
- 32. Cubemap based specular lighting No specular lighting Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 14
- 33. Cubemap based specular lighting Cubemap based specular lighting Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 15
- 34. • ハイライト • スペキュラがどういう感じに素材に当 たるかの計算
- 36. Glossiness mask “trick” • For glossy surfaces we usually use some kind of mask, which defines actual glossiness • Common approach is to use alpha channel of diffuse texture to store glossiness Diffuse tex RGB Diffuse tex A (glossiness) Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 16
- 38. Glossiness mask “trick” • Using additional texture channel for glossiness however has drawbacks: • Increased memory requirements (4 bpp vs 8 bpp for DXT1 / DX5) • Significant quality degradation on some platforms (PVRTC) 4 BPP PVRTC with alpha 4 BPP PVRTC without alpha Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 17
- 39. • ディフューズカラーからハイライト率を はじき出すための計算をする • どのカラーを強く出すかのためのバイア スをかけるベクターを用意
- 40. Glossiness mask “trick” • So what we do is following. Instead of just taking: •glossinesMask = tex2D(DiffuseTex,uv).a • We calculate: •glossinesMask = dot(tex2D(DiffuseTex,uv),CustomGlossExtractionWeights) • We have introduced four component vector CustomGlossExtractionWeights which basically defines how diffuse texture channels get combined to create glossiness mask. • This way we can have textures which defines glossiness purely by alpha channel (weights = (0,0,0,1)) or for example luminance of RGB channels (weights = (0.3,0.6,0.1,0)) • Those weights don’t have to be normalized, so they control ‘specular strength’ also Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 18
- 41. Diffuse texture Red Green Blue Green * WeightG Red * WeightR Blue * WeightB Glossiness mask Page 19
- 42. とはいうモノの・・・
- 44. ただ、有効なテクニックであることは まちがいない
- 46. ライトプローブ
- 47. GI lightmaps + probes Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 11
- 48. • Unity 3.5から使える機能 • ライトマップを焼くときに、動的なオ ブジェクトのためにGIライトを当てら れる仕掛け • 沢山置けばおｋ
- 49. ・・・・・
- 50. • とにかく、恥ずかしげもなくGIつきライ トマップ＋ライトプローブから始める • アンビエントオクルージョンもライト マップ作成時に焼く
- 51. • 無料版でも、ライトマップは使える（Ｇ Ｉの焼き付けは有料版のみ） • 無料版でも、アンビエントオクルージョ ンの焼き付けは出来る＝存在感のある絵 作りが可能！ やってみて！
- 52. 影
- 53. • ShadowGunでは、影はいわゆる「丸 影」 • でもそれだと味気ないので、「丸影 2.0」を実装
- 55. Character shadows • In most cases, we should be fillrate bound • So we should have some spare vertex processing available, which can be used to make blob shadows better • Basic idea is to approximate character using spheres and calculate analytically expressed ambient occlusion (AO) between spheres and ground plane in vertex shader (for Shadowgun, we use 3 spheres : left foot, right foot, pelvis) • Even if derivation of sphere vs plane AO closed form expression is not trivial, result is surprisingly simple and efficient. For further information see Iñigo Quilez (Iq / RGBA demogroup) website as he is the author of formulas we use. Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 21
- 56. • シェーダは大体フィルが遅い(ということ は・・) • ３つの球からAOを計算して、頂点シェー ダで動的にテッセレートしたメッシュで 描画
- 57. 影ＡＯの計算 地面
- 58. 動的にテッセ レートされた 丸影メッシュ Bootcamp Asia 2012 06/26/12 23
- 59. Bootcamp Asia 2012 06/26/12 24
- 61. サンプルないじゃん・・・
- 62. ゴッドレイ
- 63. Volumetric FX Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 27
- 65. Volumetric FX – optimizing fillrate (1) • First step is to use the simplest possible fragment shader • In many cases, we don’t even need to sample texture • Just procedurally calculate intensity per vertex (it is some kind of gradient in most cases anyway) • If it doesn’t look smooth enough … • … just use more vertices Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 28
- 66. • ポリゴンとテクスチャ、加算合成で表現 （昔ながらのテクニック） • とにかくここでも、出来るだけシンプルなフラ グメントシェーダを使う • そのうえで、どうやったら画面に描画されるピ クセル数が少なくなるかを考える
- 67. Volumetric FX – optimizing fillrate (2) • Second step is to limit number of pixels we throw to screen • Decrease transparency as viewer is moving closer to surface • Once transparency is close to zero … • Start to shrink surface • shrink direction is controlled via normals • takes place in vertex shader • Eventually surface tris degenerate to lines and thus don’t generate any pixels to rasterize Bootcamp Asia 2012 06/26/12 Page 29
- 68. • 一般的に、描画されるサイズはカメラが 対象に近づいたら大きくなる • 描画サイズが大きくなると負荷が高くな る
- 69. 法線方向 エッジの片方を カメラが近づいたときにぐーっと動かす (頂点シェーダ)
- 73. Q&A
- 74. おわり