Shader 관련

[ 참고 사이트 ]

• http://usroom.tistory.com/category/unity%20shader%20%EA%B3%B5%EB%B6%80

• http://www.unitykoreawiki.com/index.php?n=KrMain.SL-SurfaceShaders

• http://wiki.unity3d.com/index.php?title=Shaders

  • http://cafe.naver.com/multism/4858 검색으로 unity shader 해볼 것

[ 기본 용어 ]

• • 참고 사이트

  • http://www.gamedevforever.com/15

  • http://tadis.tistory.com/entry/Shader-1-Shader%EB%9E%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%B8%EA%B0%80%EC%9A%94

  • 쉐이더란?

    • 쉐이더란 화면에 출력할 픽셀의 위치와 색상을 계산하는 함수

    • Shade + er : 색의 농도, 색조, 명암을 주는 주체

    • 그래픽 카드에서 연산됨

    • 유니티에서는 세이더 제작 기술을 몰라도 셰이더를 통한 렌더링을 할 수 있게 여러가지의 기본 셰이더를 제공하고 있으며, 직접 셰이더 코드를 제작할 수 있는 시스템도 제공하고 있음

    • Material

      • 일반적 의미 : 재질 ......

      • 그래픽스에서의 의미 : 화면에 보여지는 그래픽적 효과의 표현 과정

        • Mesh 정보 + Texture 정보 + Normal 정보 등과 Light 정보를 통해 연산( Shader)됨

  • 쉐이더 구조적 접근(종류)

    • 정점 쉐이더(Vertex Shader) : 정점들의 위치를 화면 좌표로 변환하는 작업을 함

    • 픽셀 쉐이더(Pixel Shader) : 화면에 출력할 최종 색상을 계산한다.

    • 지오메트리 쉐이더(Geometry Shader) : 일반적으로 버텍스 쉐이더는 점, 삼각형 등의 도형을 (새로운 버텍스)를 생성할 수 없는데 이러한 버텍스를 생성할 수 있는 쉐이더를 의미

  • Vertext / Pixel Shader 단계는 프로그램에서 제어가 가능한 단계이기 때문에 Vertex Shader와 Pixel Shader에 사용할 함수를 하나씩 만드는 것이 쉐이더 프로그래밍

  • HLSL

    • DirectX에시 지원하는 High Level Shader Language : 고수준 쉐이더 언어

  • 셰이더 과정

    • 정점 셰이더 >> 정점 위치 >> 레스터라이즈 >> 픽셀 위치, 개수 정보 >> 픽셀 셰이더 >> 화면

[ Unity Shader ]

• [ Unity Shader Structure ]

  • 유니티 셰이더 개요

• [ Unity Shader Programming (세가지 방식 지원) ]

  • Fixed Function Program(고정 함수 프로그램)

  • Vertex / Fragment Program(버텍스 프래그먼트 프로그램)

  • Surface Shader Program(서피스 쉐이더 프로그램)

• [ ShaderLab Syntax ]

  • 유니티 세이더 코드 문법

  • [ Unity Rendering Pipeline ]

    • Vertex Lit

    • Forward

    • Defered Lighting

• [ Unity Shading Pipeline ]

  • Transform/ TexGen/Lighting & Vertex Shader: 각 버텍스당 주어진 정보를 이용한 Vertex Shading 단계

  • Culling Depth Test

  • Texturing / Fog & Fragment Shader

  • Alpha Test

  • Blending

• [ 내장 쉐이더 : Build-in Shader ]

  • • 참고 데이타

    • http://cafe.naver.com/xgdn/186

    • http://www.unitykoreawiki.com/index.php?n=KrMain.Built-inShaderGuide

    • 개요

      • 유니티에서 기본적으로 제공하는 쉐이더

      • 직접 작성하거나 노드 기반 쉐이더 툴로 만들어서 "익스포트한 쉐이더코드"와 다르게 열어 볼 수 없으며, 수정도 불가능하다.

    • 60여종 이상의 셰이더 제공되고 있으며, 일정한 규칙으로 이름되어 있어 알아보기 편함

    • Diffuse

      • 빛에 따른 물체의 명암을 표현하는 데 사용하는 가장 단순한 셰이더

      • 빛과 표면의 법석 벡터의 내적에 따라 명암을 계산

  • Specular

    • • Diffuse 모델을 기반으로 명암을 표현하고, 사용자의 시점 정보를 사용해 빛을 반사하는 하이라이트 효과를 추가한 모델

  • Bumped

    • • 노멀맵(Normal Map)이라는 특수한 텍스쳐를 사용해야 하며, 이 노멀맵을 사용해서 울퉁불퉁한 효과를 구현하는 기술을 노멀 매핑이라고 하며 이 기술을 범프드 모델이라고 함

    • Transparent

      • 텍스쳐의 알파 채널 정보를 이용해 물체를 반투명하게 보이는 모델 ( Alpha Blending )

    • Transparent Cutout

      • 물체를 랜더링할 때 텍스쳐의 알파 채널 정보를 이용해 특정 픽셀을 렌더링할지 걸러내는 모델[ 특정 값보다 낮은 Alpha 값들은 걸러 냄 ] ( Alpha Testing )

    • Self Illumin

      • 전구같이 물체의 표면에서 빛이 방사되는 효과를 나타내는 데 주로 사용하며, 알파 채널을 이용해 밝은 영역에서 강하게 빛을 발산한다.

    • Reflective

      • 큐브맵 텍스쳘르 추가로 사용해서 물체에 반사 효과를 설정하는 모델

      • 3차원으로 물체가 반사된 효과를 낼 수 있어 주위 환경이 반사되는 효과를 만들고자 할 때 유용

    • VertexLit

      • 정점에서만 렌더링을 수행하고, 정점 간에 나오는 결과를 보간해 보여주는 방식

      • 유니티에서 제공하는 VertexLit은 Specular와 동일한 기능을 제공

    • Unlit

      • 빛은 전혀 고려하지 않으며, 단순히 물체의 표면에 텍스쳐를 그대로 입혀서 보여주는 모델

      • 주로 2D 게임이나 GUI 같은 곳에서 활용

      • Unlit Transparent : 투명한 스프라이트 이미지 구현

    • Decal

      • 기본 텍스쳐에 추가적인 이미지를 입힐 때 사용하는 기법

    • Mobile

      • 데스크탑 환경이 아닌 스마트폰 기기에서 원활히 작동할 수 있게 사용하는 셰이더

보다 자세한 설명은 여기를 참조[ Unity Shader 개요 심화 ]

시간 되면 여기의 목차별로 정리할 필요가 있을 듯 ...http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-Reference.html

[ Unity Mobile Shader ]

• http://chulin28ho.egloos.com/5526644

[ ShaderLab & Fixed Function shaders_Vertex and Fragment Programs ]

[ Surface Shaders in Unity ]

• • 낮은 레벨의 Vertex/Pixel Shader Programs 보다 조명 쉐이더를 쉽게 만드는 코드를 생성해 줌

  • 유니티에서 제공되고 있는 내장된 조명 모델(Lighting Model)은 "Lambert(Diffuse조명)과 BlinnPhong(반사적인 조명)" 이 있음

• 내장된 Lmabert와 BlinnPhong 모델은 {unity install paht}/Data/CGIncludes/Lighting.cginc 안에 정의되어 있음

• 사용자 정의 라이트(Custom Lighting models in Surface Shaders)의 생성도 가능함

[ Unity Shader Code ]

• • TextureRotate Shader

  • http://cafe.naver.com/multism.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=4822%26sc=bffbba44dde9744e2cd491304ab6fe174852d5%26query=unity+surface+shader%26onSearchHighLight=true%26clubid=10500549#content-area

  • AlphaTest Shader

  • http://cafe.naver.com/multism.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=4822%26sc=bffbba44dde9744e2cd491304ab6fe174852d5%26query=unity+surface+shader%26onSearchHighLight=true%26clubid=10500549#content-area

  • Glass Shader

  • http://cafe.naver.com/multism.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=4822%26sc=bffbba44dde9744e2cd491304ab6fe174852d5%26query=unity+surface+shader%26onSearchHighLight=true%26clubid=10500549#content-area

[ Strumpy Shader Editor ]

• • Free 버전으로 Asset Store에서 다운 받을 수 있음

  • Shader의 개념을 실습하는데 좋은 툴임

  • 참고 사이트

  • 설치

    • Strumpy Shader Editor(Asset Store Package) import

    • import하면 메뉴에 "Shader Editor" 라는 메뉴가 생겨남

      • 참고 : "Editor/Scripts/NodeEditorWindowImportSetting"에서 만들어 주고 있음

    • Menu >> Shader Editor >> Strumpy Shader Editor

      • Pixel Graph라는 창이 뜸

      • File >> New Graph

  • Pixel Graph 환경

[ Strumpy Shader Editor 실습 ]

• • 참고 사이트

  • 실습 1 : Object에 빨간색 입히기

    • 참고 데이터

    • http://www.unitystudy.net/bbs/board.php?bo_table=writings&wr_id=252&sca=%EB%A0%8C%EB%8D%94%EB%A7%81

  • File >> New Graph

  • 오른쪽 마우스 클릭 >> Properties >> Color

  • Node >> Add new input? >> "Color Name"(input)

  • Master >> Diffuse: <---------> "Shader" : 드래그로 연결

  • Settings >> Shader Name >> "Shader Name"(input)

  • Preview : Preview 창 생성

  • Inputs>> Color >> Color >> "색깔" 지정

    • Preview 창의 색깔 바뀐 것 확인됨

    • File >> Export As >> 파일 생성(편의를 위해 Unity Project 내 Asset에 저장)

    • Unity Projcet 창에서 Shader파일이 생성된 것 확인

  • Unity에서 만든 shader 테스트

    • 새로운 Material 생성

    • 생성된 Material에 생성된 Shader 적용

      • Cube 생성

      • Cube에 Shader 적용

  • 실습2 : 2D Alpha Test

    • 참고 데이터

    • http://www.unitystudy.net/bbs/board.php?bo_table=writings&wr_id=253

  • File >> New Graph

  • 오른쪽 마우스 클릭 >> Properties >> Sampled2D

  • Node >> Add new input? >> "Simple2D"(input)

  • Inputs >> 2D >> Texture <-- "Image"(투명 값이 있는 이미지)

  • Master >> Diffuse <---------> Sampled2D/RGBA (드래그로 연결)

    • Preview >> Update Preview : 현재 상태 확인 (Alpha가 적용 안된 Shader 상태)

    • Master >> Alpha <---------> Sampled2D/A (드래그로 연결)

      • Settings >> Shader Name >> "Shader Name"(input)

      • Queue Settings

        • Render Type : Transparent

        • Render Queue : Transparent

        • Blending Settings

          • Blend Type : Custom

          • Src Blend Mode : Src Alpha

          • Dst Blend Mode : One Miuns Src Alpha

      • Preview >> Update Preview : 현재 상태 확인 (투명 이미지가 확인 됨)

  • "Master >> Alpha <---------> Sampled2D/A"로 연결되어 있는 선에 오른쪽 마우스 클릭

    • • 노드를 연결하는 선이 삭제됨

    • 오른쪽 마우스 클릭 >> Operation >> Multiply

    • Master/Alpha <---------> Multiply/Result

    • Multiply/Arg1 <---------> Sampled2D/A

      • Preview >> Update Preview : 현재 상태 확인

  • 오른쪽 마우스 클릭 >> Properties >> Range

    • Node >> Add new input : "_Alpha"(input)

    • Multiply/Arg2 <--------> Range/[0,1]

  • Inputs>> Range의 값을 조정

    • Preview 창에서 투명도가 조절되는 것을 볼 수 있음

  • File >> Export As >> 파일 생성(편의를 위해 Unity Project 내 Asset에 저장)

    • Unity Projcet 창에서 Shader파일이 생성된 것 확인

  • Unity에서 만든 shader 테스트

    • 새로운 Material 생성

    • 생성된 Material에 생성된 Shader 적용

      • • Texture에 이미지 import

      • Cube 생성

      • Cube에 Shader 적용

[ ShaderFX] <- 이것에 대한 정의를 내려야 할 듯

• • Ambient Color

    • 환경광 : 자체적으로 가지고 있는 색깔 / 일반적으로 일정 색을 더 해줘서 해결

  • Diffuse Color

    • 확산광 : 빛 때문에 밝고 어두워지는 색깔

  • Specular Color

    • 정반사 : 빛의 반사(하이라이트)

  • Specular Level

    • Specular의 강도

    • Alpha Map을 대입하면 Alpha Map의 모양에 따라 대입됨

  • Glossiness

    • Specular의 퍼짐 정도

  • Self-illumination(Emission)

    • 자기발광

    • Ambient 와 차이가 없음

  • Opacity

  • Normal

  • uv

  • Sampling

    • Sampler

      • Sampler Setting

        • Mip Filter : MipMap을 처리할 때의 필터링 옵션

          • POINT : 가장 무식한 방법의 처리(antiAlias가 적용이 안됨)

          • LINEAR : Point보다는 부드러운 효과

          • ANISOTROPIC(비등방성 필터링) : 가장 강력한 필터링 / 위치나 기울기까지 인식해서 주벼의 텍셀 색을 샘플링해서 만듬 / 가장 무거운 샘플링 방식

          • NONE

        • Min Filter : 오브젝트가 화면에서 멀어져서, 작아보이게 되었을 때 텍스쳐의 처리방법

        • Mag Filter : 오브젝트가 가까워져서, 커보이게 되었을 때 텍스쳐의 처리방법

        • AddressU / AddressV

          • CLAMP : 마지막 색이 채워야할 곳을 쭈~욱 채움

          • WRAP : Texture가 반복적으로 표현됨

  • Texel

  • Multi-Texturing

    • Linear interpolation : 선보간 방법으로 두장의 이미지를 보간해서 보여줌

  • 실시간 스플레팅 맵

  • 이펙트 처리 방법

    • 파티클

      • 일반적으로 무거운 단점이 있으나 여러 효과를 리얼하게 표현 가능

    • 텍스처 시퀀스(스프라이트 방식)

      • 텍스처 한장에 애니메이션 되는 이펙트 그림을 나열해서 보여주는 방식

    • 오브젝트 애니메이션

      • 오브젝트를 실제로 구기거나, 스케일링 등을 해서 이펙트를 애니메이션 시키는 방법

      • 단점은 효과가 좋지 못 함, 일반적으로 알파 애니메이션 등을 같이 이용(불이나 폭파 등)

    • 텍스처 애니메이션

      • UV를 움직이거나 해서 애니메이션 시키는 방법

      • 가장 많이 사용하는 방법으로 가볍고 효과가 좋은 방법

      • 표현할 수 있는 한계가 있음

    • Shader

      • 가벼우면서도 효과가 좋은 이펙트

      • 텍스처 애니메이션의 장점을 그대로 흡수하면서 더 복잡한 응용이 가능하게 됨

  • Light

    • Directional Light

    • Omni light : Point light : 점광원

    • Spot light :

[ 기타 ]

• 쉐이더 건 쉐이더 분석

  • http://korea.unity3d.com/board/index.php?db=knowhow&no=596&mari_mode=view%40view&cate=&page=3&listURL=http%3A%2F%2Fkorea.unity3d.com%2Fboard%2F%3Fpage%3D3%26db%3Dknowhow&search=&search_str=&temp=

[ 용어 정리]

• • 라이트 트로브

  • http://korea.unity3d.com/board/index.php?db=knowhow&no=624&mari_mode=view%40view&cate=&page=3&listURL=http%3A%2F%2Fkorea.unity3d.com%2Fboard%2F%3Fpage%3D3%26db%3Dknowhow&search=&search_str=&temp=

  • Rim Light

  • http://blog.naver.com/sorkelf?Redirect=Log&logNo=40135726372

[ 참고할만한 사이트 ]

• http://ateliersera.blog.me/220397799119

• http://jinhomang.tistory.com/136