【Unity道場 3月 ~ライティングとVFX Graph~】Unityのライティング機能のおさらい
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2019/03/29に開催された【Unity道場 3月 ~ライティングとVFX Graph~】の講演スライドです。 講師：山村 達彦 （ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン合同会社） Unityのイベント資料はこちらから：https://www.slideshare.net/UnityTechnologiesJapan/clipboards
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【Unity道場 3月 ~ライティングとVFX Graph~】Unityのライティング機能のおさらい
- 1. ライティングの おさらい Tatsuhiko Yamamura @ Unity
- 2. こんにちは
- 5. 光はライトソースから
- 6. 光が当たる場所は明るい
- 7. 光が当たらない場所は暗い
- 8. 光が届かなければ影になる
- 9. 光は反射する
- 10. 光は反射する
- 11. 反射する光は色に依存
- 13. 反射した光は空間を作る
- 15. ライティングの設定
- 17. DEMO
- 19. 空間の光情報 • 空間の光情報 （Environment Light) • 陰影を作る • Skyboxもしくは Reflection Probe Ambient Color
- 20. 空間の光情報 • Skyboxに設定 • シーン全体に影響 • Unityの初期設定で なんとなく青くなるのは コレが原因（空が青い） • 暗いステージを作りたい場合は、 まずAmbient Colorを操作
- 23. ✕ 1 ✕ 3✕ 6 Environment Lightの影響
- 25. 空間の光情報 • Reflection Probe • 光情報を集めて 範囲内のオブジェクトに投影 • Box Projectionを有効にして 簡単な反射の代用としても使える
- 28. 光る材質 • Materialの設定 • 光源としても利用可能 （光沢は表現出来ない） • 光源として使うなら 要light static • 動的なオブジェクトに影響を与 えるにはライトプローブが必要
- 30. ライトのタイプ RealtimeBaked Mixed 事前準備が不要 動的に光と影を計算 事前計算が必要 テクスチャに光と影の 情報を書き込む 事前計算と動的な影を 組み合わせる （Realtime GIが無効の場合） 複雑な計算は不可 複雑な計算は可 事前計算が必要 一部で複雑な計算が可 ライトは一切動かせない ライトの変化のみ可能 自由に動かせる
- 31. リアルタイムなライト • 範囲内のオブジェクトに 影響を与える • ダイナミックなオブジェクトに 影が落ちる • 影響範囲が被ると 負荷が上がる事が多い RealtimeBaked Mixed
- 33. RealtimeBaked Mixed リアルタイムなライト • Realtime GIは、部屋の形は変更できないが、 模様替え程度なら整合性を維持したままいろいろと出来る
- 34. リアルタイムな影 • 各ライト毎にShadow Mapが作られる • 影の品質はShadow Resolutionの設定と画面の解像度に依存 • High : 画面の2倍 • Mid ： 画面の1倍 • Low : 画面の0.5倍 • ライトの種類毎に見るべき設定が異なる RealtimeBaked Mixed
- 35. Directional Light • 表示する範囲が品質に直結 • 範囲を狭くすれば面積辺りに 使用できる解像度が広くなり、 影野品質が上がる • Shadow Map解像度は画面の 約2倍（Highの場合） 300m先まで描画 影の範囲を30m先に限定 RealtimeBaked Mixed
- 36. Directional Light • 広い範囲を描画するために カスケードが使える • 近いオブジェクトを 細かい解像度で描画 • 複数回 影を描画するので 描画コストが上がる事も カスケード 無し カスケード 有り RealtimeBaked Mixed
- 37. Spot Light • ライトの角度で品質が変化 • Rangeに依存しないが、 広範囲を表示すると雑になる • 解像度は1倍（Highの場合） RealtimeBaked Mixed
- 38. Point Light • ポイントライトとの距離で品質が変化 （Rangeが広くないと表示されないので Rangeに依存するとも言える） • 6回描画する必要があるため、 解像度は低く設定されている（0.5倍） • ポイントライトを太陽の代わりに 使うのは止めよう 4m 40m RealtimeBaked Mixed
- 40. ベイクしたライト • フワっとした影が作れる • 間接光の影響でリアルタイムより空間の 輝度が上がる事も （Indirect Multiplerを調整） • ダイナミックなオブジェクトに 影は落ちない RealtimeBaked Mixed
- 41. ベイクしたライト • CPU負荷が軽い • ライトが増えても負荷は上がらない • リアルタイムと同レベルの細かい影を 出そうと思うとメモリ負荷が高い RealtimeBaked Mixed
- 42. ベイクしたライト • 影の品質は Light-map Resolutionに 強く依存 • ベイク時の品質は サンプリングの 影響が割と高い RealtimeBaked Mixed resolution 4 resolution 40
- 43. ベイクしたライト • Progressive Lightmapper • ビルド完了まで待たなくても ある程度完成形が見える • シーンで表示してる部分が 優先して焼かれる • 最近GPU対応した RealtimeBaked Mixed
- 44. ベイクしたライト • 光源の情報が失われる • ノーマルマップによる 凹凸は失われないが、 かなり見えにくくなる • HDRでライトを焼いて キューブマップで擬似的な再現 というオプションも… RealtimeBaked Mixed Realtime Baked
- 45. ベイクしたライト • ダイナミックなオブジェクトへは Lightprobe経由で影響を渡す （プローブ間で光情報を補完） • LightProbeはProbe間の切り替え時に 負荷が発生する → 細かすぎると負荷 • 小物はライトを焼かずに、Lightprobeという 選択肢もある RealtimeBaked Mixed
- 46. Mixed（リアルタイムな影とベイクした影を合成）の 4つのの手法 • BakeとRealtimeを合わせたもの • 大抵の場合、Realtimeより軽くBakeより柔軟 • ライトマップのベイク等は必要 RealtimeBaked Mixed
- 47. Mixed（リアルタイムな影とベイクした影を合成）の 4つのの手法 • Subtractive • Shadow Mask • Shadow Mask Distance Shadow • Baked Indirect テクスチャベイク寄り 動的な計算寄り RealtimeBaked Mixed
- 48. Subtractive • 影をベイクする • ベイクした影の上に、 ダイナミックな影を落とす • 影の色を調整して違和感を無くす 色を調整後
- 50. Shadow Mask • ダイナミックな影と事前ベイクの影が同じ質感で影を落とす • staticなオブジェクトに使用するシャドウマスクを事前に生成 • 間接光の情報はテクスチャに焼き込む ＋ ＝
- 51. Shadow Mask • 質感表現はリアルタイムで行う（綺麗） • Shadow Radiusによるボケた影も利用可能 （影をボカす場合、リアルタイムと混ぜるときに注意） Bake Shadow Mask
- 52. Shadow Mask • ダイナミックなオブジェクトは 影を落とせる • ShadowMaskの影（建物の影）は ダイナミックなオブジェクトに 落ちない • Lightprobeで影響を与える （影は落ちないが違和感は減る）
- 53. Subtractive or Shadow Maskで 動的なキャラクターに影を落としたい • Shadow Onlyかつ 形状がシンプルなオブジェクトを 配置して影を落とす • Subtractiveは要 微調整 （二重に影が落ちる）
- 54. Shadow Mask (DistanceShadow) • 近距離のみリアルタイムで影を表現 （建物が影を落とす） • 遠距離はShadow Maskを使用する （カメラの角度によっては、解像度 が非常に低くても問題ない） • 遠距離のリアルタイムな 影は表示されない
- 55. Shadow Maskの問題 • １オブジェクトにつき ４つしか割り当てられない (1ライト毎にRGBAの一色が割り当てられている） • 適度にBaked設定を利用 （大量のポイントライト等）
- 56. Shadow Maskの問題 Baked Lightmap Light Overlap • Shadow Maskが 割り当てられないライトは テクスチャに焼かれる • 焼かれるライトは Light Overlapで確認 （ライトと範囲が赤く表示）
- 57. Baked Indirect • 間接光のみテクスチャにベイク • リアルタイムな影や光表現は すべて動的に実行 • 遠距離の影は表示出来ない
- 58. 用途毎に設定を考える • とにかく軽くしたい • 出来るだけ綺麗にしたい • 広いステージを作りたい • 遠距離を見る必要は無い （上から視点や、霧の濃いゲーム） Subtractive Shadow Mask Shadow Mask distance shadow Baked Indirect
- 59. まとめ
- 60. ライトの設定 環境光 光る物質 間接光直接光 光を受ける 物質 Ambient Light Reflection Probe Emissive Material （ステージに配置） Light GI、Area Light （事前計算） Renderer （動的に計算） ライトを焼く
- 61. 影をテクスチャに 全て焼く RealtimeBaked Mixed Shadow Mask Baked Indirect Subtractive Realtime GI ON Realtime GI OFF 影をテクスチャに 全て焼く リアルタイムかつ 間接光あり リアルタイムかつ 間接光無し （事前準備は無し） 追加で影を描画 間接光のみテクスチャに焼く 影は全てリアルタイム 間接光をテクスチャに焼く。 影のマスクを焼き、 リアルタイムな影と合成 オススメ ライトマップ設定
- 62. RealtimePoint Light Directional Light Spot Light 品質は表示範囲に依存 品質は角度に依存 品質は対象との距離に依存
- 63. おわり
- 64. おまけ
- 65. マルチシーンの扱い • 同じLighting Dataを参照するシーン単位でまとめる • ロード単位は分割される • ABに格納すると必要なアセットが全部ABに突っ込まれる • アクティブなLighting Dataが所属するライトマップが 使用される
- 66. 小技 • Lightprobeは全体で結合される （加算ロードは出来ないはず） • 複数のLightmap差し替えは可能（要スクリプト） • 遠距離のライトマップはMipmapしか使用しないモードが 追加された • LODとライトマップを組み合わせる場合、Lightprobeが必須