【Unity道場スペシャル 2017大阪】トゥーンシェーダー・マニアクス2 〜ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0徹底解説〜

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September 07, 17

スライド概要

2017/9/10に開催されたUnity道場スペシャル 2017大阪のスライドです。
講演者:小林信行 (ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン合同会社)
講演資料:https://youtu.be/M-mIXqt4TUE

Unite 2017 Tokyoでご好評をいただきました、『トゥーンシェーダー・マニアクス』の第2弾です。今回は主に、「ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0」の使いこなし面をお話します。

こんな人におすすめ
・トゥーンシェーダーの開発に関心のあるUnityエンジニア
・アーティストアニメーション&映像業界のエンジニア
・アーティスト3DCG技術の基礎知識があり、関連する用語に慣れている人

得られる知見
・カスタムライティングを利用したフォワードベースのトゥーンシェーダーの開発の実際
・カスタムライティングとUnityのシステムライティングとのなじませ方
・ノードベースコードエディタの出力するコードのカスタマイズの仕方

Unityのイベント資料はこちらから:
https://www.slideshare.net/UnityTechnologiesJapan/clipboards

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リアルタイム3Dコンテンツを制作・運用するための世界的にリードするプラットフォームである「Unity」の日本国内における販売、サポート、コミュニティ活動、研究開発、教育支援を行っています。ゲーム開発者からアーティスト、建築家、自動車デザイナー、映画製作者など、さまざまなクリエイターがUnityを使い想像力を発揮しています。

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関連スライド

各ページのテキスト
1.

トゥーンシェーダー・マニアクス 2 ―ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0徹底解説― ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン合同会社/コミュニティエバンジェリスト 小林信行 2017/09/10

2.

自己紹介 小林信行 Nobuyuki Kobayashi ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン所属の コミュニティエバンジェリスト。 UnityやMayaをはじめとする各種3Dツール の研究、ゲーム制作、企画書の書き方や シナリオディレクションのノウハウの普及を 通じて、Unityデベロッパーコミュニティの 支援活動をしています。

3.

1. ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0 の紹介

4.

ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0とは? Unity5.6.x以上で利用 できる映像指向の本格派 トゥーンシェーダー。 セルシェーディングから イラスト風シェーディング まで、幅広い絵づくりが 楽しめます。 リニアカラーが使える環境 ならば、Windows/Mac/iOS/ Android/PlayStation 4/ Xbox One/Switchなどの 幅広いプラットフォーム上で 共通の絵づくりができます。 ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0 iOS/METAL/Linear Colorでの表示 http://unity-chan.com/ ダウンロードコーナーより UCL2.0で提供中!

5.

プリレンダー作例 ユニティちゃんトゥーン シェーダー2.0 +

6.

ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0 リアルタイムレンダー作例: C92 「 The Phantom Knowledge 」

7.

本セッションの内容に関して、ご質問等 ございましたら、Twitterハッシュタグ #Unity道場 まで、お問い合わせください!

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2. シェーダーとそのセッティングによる 見え方の違い

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シェーダーキャリブレーションシーンのセットアップ まずは共通のライティング条件下にあるシェーダー キャリブレーションシーンを作ることから始める。 今回は、物理ベースレンダリング環境下で、 リニアカラースペースにプロジェクトを設定した他は、 近距離での影の精度をなるべく高くする設定にして ある。 リニアカラーへの セッティングは、 Build Settings内 のPlayerSettings から行う。

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シェーダーキャリブレー ション用シーンの例。 シェーダーボールが自 然に見えるように設定し ておく。必要に応じて、 カメラにポストエフェク トをつけてもよい。

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ユニティちゃんシェーダー SDユニティちゃんモデルに付 属する「ユニティちゃんシェー ダー」 PBR環境下でも、手描きのディ フューズマップのカラーを素直 に表示する。 スポットライトやシステムGIな どの影響は受けない。 手で高品質のマップを描くこと ができれば、PBR環境でもキャ ラクター用シェーダーとして、 十分に活用できる。

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スタンダードシェーダー (未調整) 「ユニティちゃんシェーダー」用 のディフューズマップをそのま まアルベドマップとして使用し た例。 PBR環境に最も適したシェーダ ーではあるが、キャラクター表 示用に適用すると、不自然な点 が目立つ。 ハイライト部分や、肌の部分な どが全体に白っぽく飛んでいる のが気になるなど、十分にカラ ーが出ていない点が気になる。

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スタンダードシェーダー (調整後) アルベドの定義域などに注意し て調整をしたもの。 ディフューズマップに0.75のグ レーを乗算し、それをアルベド として用いている。 また エミッションにも同じマッ プを追加することで、全体にカ ラーをはっきりと表示するように している。シェーディングよりも カラー 表示を重視してみた。 スムーズネスは一律に0とした が、マテリアルに応じて変化を 与えてやると、PBR環境下でも 質感が上がってくる。 ただエミッションに接続した結 果、ライトが暗くなっても自己 発光をしてしまうことに注意。

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スタンダードシェーダー (フルセットアップ) PBR向けにすべてのマップを 作成してセッティングしてみた 例。 PBRの定義に則って、アルベド、 メタリック、スムーズネス、ノー マル、オクルージョンの各マッ プを割り当てた他、エミッション マップも追加で割り当ててみた。 ディズニーやピクザーなどの CGアニメ風のルックになる。 よくできたフィギュアやビスクド ールのような質感。

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ユニティちゃんトゥーン シェーダー2.0 (イラスト風ルック) セルシェーディングに対応でき るように、なるべくシンプルな通 常色マップと影色用マップを用 意して、シェーディング影の部 分はユニティちゃんトゥーンシ ェーダー2.0に任せた作例。 シェーダープロパティを調整す ることで、ブラシ風のシェーディ ング影を入れることができる。

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ユニティちゃんトゥーン シェーダー2.0 (セル風ルック) まったく同じマップを使ってい ても、シェーダープロパティの 調整で、完全なセルルックにす ることもできる。

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各シェーダーの特徴をまとめてみると u 手で高品質のディフューズマップが描ければ、「ユニティちゃんシェーダー」 は、PBR環境でもかなりよい表現ができます。むしろ素直にテクスチャを表示 するシェーダーといえるでしょう。 u 物理ベースシェーダーである「スタンダードシェーダー」は、どのようなマップ をどこに割り当てるかで、大きく絵が変わります。各マップの仕様に関する、 正しい知識が必要になります。 u 「ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0」は、最小限のテクスチャ描き込みで イラスト風のぼかしを表現できますし、シェーダープロパティの設定次第で、 完全なセルルックから、ブラシを多用したイラスト風ルックまで、幅広い表現 に対応できます。

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3. ゼロから始める ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0

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ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0をダウンロードする 最新版のアーカイブは、ユニティちゃんオフィシャルホームページの ダウンロードコーナーより利用できます。

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ダウンロードしたら、真っ先にやるべきこと ユニティちゃんトゥーンシェーダー2.0のアーカイブを解凍し、 中のマニュアルを読む ⇒マニュアルには、日本語版と英語版があります。 使用上の注意やTipsなどが、マニュアルに書かれています。

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ゼロからシェーダーを設定する際のUnity Editor側の準備 1. カラースペースをリニアにする 2. シーン内のディレクショナルライトのカラーを白系にする 3. シェーダーキャリブレーション用のシーンを作っておくとよい ⇒カラーの階調変化が正確に捉えられる。 ⇒新規に作成したシーン内のディレクショナルライトは、 太陽の色を反映して黄みがかっているため。 ⇒Lightingウィンドウの設定も含めて、シェーダーキャリブレーション用のシーン を前もって作っておくと、何かと捗る。 ハイメッシュのスフィアもしくはシェーダーボールのモデルがシーン内に 配置されているとなおよい。

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File>Build Settings>Player Settings

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ディレクショナルライトのカラーを白系にする

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UTS2.0のシェーダープロパティの数を見て、 そのままプロジェクトを閉じてしまった人向けのTips 1. シェーダープロパティは、すべて設定する必要はない ⇒最後までまったく触れないプロパティがあってもかまわない 2. 最低限必要なのは、通常色と1影色の指定のみ ⇒まずは、シェーダーボール上で、通常色と1影色を配置してみることから設定を 始めるとよい。他の多くのパラメタは、上の2つがほぼ決まってから、設定し始め ると効率がよい。 3. 沢山あるシェーダープロパティは、トライ&エラーを繰り返し ながら、どんなルックがありえるのか、探索するためにある

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ユニティちゃん 髪の毛カラー設定 Hi(カラー) 通常(ノーマル) 1号影(1影) 2号影(2影) アニメーション制作では、 各シーン単位でパーツごとに カラー設計がなされる。 これらのカラー設計をする、 色彩設計の専門スタッフが いるのが普通。 影色設定とは?

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基本的なシェーダー設定の手順 左のようなシェーダーボールを 新規に設定してみましょう。 実際に設定したシェーダーは、 キャラクターの肌表現などに使 えます。 肌色の設計は、結構難しいので、 NPR系のシェーダーの実力をみ るのにはちょうどよい課題です。

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新規にマテリアルを作成し、UTS2.0を割り当てる 新規にマテリアルを作成して、ユ ニティちゃんトゥーンシェーダー 2.0(UTS2.0)を割り当てます。 ここでは、 Toon_DoubleShadeWithFeat herを使います。 次に作成したマテリアルをシェー ダーボールに割り当てます。

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ざっくりと通常色と1影色で塗り分ける

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1影色の領域をいい感じに調整する

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通常色と1影色の境界をぼかす

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メリハリをつけるために2影色を足す

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2影色をぼかし、立体感を強調する

33.

反射表現として、ハイカラーを足す

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ハイカラーを強くする

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リムライトを追加してエッジを強調する

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アウトラインを追加し、下地のカラーに馴染ませる

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4. Unite 2017 Tokyo以降に強化された 機能の紹介

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UTS2.0.1〜2.0.3で搭載された機能 u リムライトの機能強化(2.0.1〜2.0.2) u ハイカラーマスクおよびリムライトマスクの搭載(2.0.3) ⇒これらの機能は、主にハイライトとして使われる、リムライトやハイカラーを より細かく制御するために搭載されました。 u モバイル版の搭載とiOS/OSX METAL使用時の注意の追加(2.0.2) ⇒複数ライトなど、モバイルでは重い機能を省くことで、大幅に軽減しました。 ⇒iOS/OSX METAL環境では、「カリングなし」の設定を使わないように、 注意を追加しました

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イラストに含まれるマスク効果を分解する 通常色/影色の 塗り分けマスク リムライト ハイカラー (スペキュラ) アーティストは、絵を仕上げるまでの過程で、 様々な効果を入れるために、手でマスクを 切っていきます。左のイラストにも塗り分け用 のマスクの他、ハイカラーやリムライト等の 効果をみることができます。 これらの多くは、光源とそれへの向きを考慮 しつつ設計されるものです。

40.

リムライト ハイカラー (スペキュラ) 通常色/影色の 塗り分けマスク ユニティちゃんトゥーン シェーダー2.0では、左の ような部分にそれぞれの マスク効果が出ています。 これらのマスク効果は リアルタイムに計算されて いますので、光やモーション の変化に応じて違和感なく 表示されます。

41.

リムライトに追加された、光源方向マスク 光源方向 別カラーの リムライト が追加 リムライト がカット 通常のリムライト (リムライトは光源とは関係 なく、エッジ部分に出る) 通常のリムライト + 光源方向マスク 通常のリムライト + 光源方向マスク + 光源反対方向リムライト

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光源方向から のリムライト 光源方向とは 反対側のリムライト

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ハイカラーマスク&リムライトマスクの効果 肌のハイカラーやリムラ イトがカメラの角度によっ ては、ひどくテカってしまう のをマスクで抑えている

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5. ところで、 って知ってます?

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ntnyさんが、 放送やってるよ! 京野 光平 a.k.a. ntny unityjp

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「UnitychanShader2.0の使い方」で紹介されたTips u u u u 2影色を「照り返し」として使う ライトカラーの影響をON/OFFする 板ポリを使ったパキッとした影の入れ方 Canvas/Imageを使ったフレア効果 ⇒詳しくは、 をみるべし! ここでは、ちょっとだけ紹介…

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ライトカラーの 反映なし 影色にのみ ライトカラーを 反映 ライトカラーの 反映を各色で ON/OFFできる 影色にのみ、淡い紫色の ライトカラーを反映させている。 『もえたん』©三才ブックス ©カラー

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こういう影はどうやって作る? こういうスパンと切ったような影は どう作るのか?

49.

左図のように、Shadow Onlyのプレーンを被写体 に差し込むことで、簡単に スパンと切ったような影を 落とすことができます。 ただし、このプレーンは、 カメラには写りませんが、 背景にも同時に影を落とす ので注意! カメラアングルを選びます が、顔のアップなど、背景 をほぼ飛ばせるカットでは、 効果的な演出ができます。

50.

6. ステージライティングにみる、 ライトプローブの配置の仕方

51.

iOS/METALでも、ステージ上の環境光をユニティちゃんが反映できるのは、ライトプローブを使っているからです。

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システムGIをキャラクターに反映するには? u シェーダー側とLightingウィンドウ側の設定 「GI_Intensity」と「Indirect Intensity」 u ベイク用ポイントライトの配置 u ライトプローブの配置

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GI_Intensity Indirect_Intensity 0以上に設定すること で、UnityのLightingウ ィンドウ内で管理され ているGIシステムに対 応します。 GI_Intensityが1の時、 GIの強度が100%とな ります。 リアルタイムライトおよ び焼き付けられたライト マップに保存された Indirectライトの明るさ を変化させる。1より大き な値はIndirectライトの 強度を増加させ、1よりも 小さい値はIndirectライ ト強度を減少させる。

54.

ポイントライトの配置。ステージ上の プロップの配置を参考に、各カラーライト の位置を決めていきます。

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u ベイク用ポイントライトは、左図 のように、各ライトの領域が互い に重なり合いながら、ステージ 上をまんべんなく配置します。 u 配置する高さも、カラーライトご とに変えることで、リズムを付け ます。 u 各ライトのインテンシティは、青 系のライトは強めに、黄〜緑系 のライトは抑えめにします。

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ポイントライトの明るさとカラー情報が ライトプローブにベイクされました。

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ライトプローブの高さは、ユニティちゃんの背の高さ を参考に、広さはユニティちゃんの動き回る範囲を 参考に、ステージ上に配置していきます。

58.

最後に よい作例ができたら、#unitychanで ツィートしてください!

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Thank You!