서피스 쉐이더 - 쉐이더 구조 및색상 출력

쉐이더 구조

1. CGPROGRAM영역

 

SUBSHADER 항목 아래 CGPROGRAM 영역을 볼수 있다.

• CGPROGRAM ~ ENDCG 부분은 유니티 자체 스크립트가 아닌 CG언어가 사용된다.

전처리 영역 (스니핏 snipet)

• 전처리 영역 (스니핏 snipet)
  •  이라고도 부른다
  • 쉐이더의 조명계산 설정, 기타 세부적인 분기를 정해주는 부분

인풋 구조체 Input Structure

• 인풋 구조체 Input Structure
  • 구조체로 엔진으로 부터 받아와야 할 데이터 들이 들어간다.

Surf 함수

• Surf 함수
  • 함수 영역으로 색상이나 이미지가 출력되는 부분이다.

 

2. 색상 출력

• 출력은 Surf 함수 내에 작성

Surf 함수

• 함수에 대한 세부 설명은 이미지를 참조
• 인자로 받는 SurfaceOutputStandard 구조체의 경우 쉐이더 파일 내부에서 확인이 불가하며 유니티 내부 include 파일에 정의되어있다

유니티 내부 include 파일에 정의되어 있는 SurfaceOutputStandard 구조체

• 타입중 Half의 경우 float의 절반크기이며 그보다 더 작은 fixed 가 있다.
• 컬러나 벡터 길이는 fixed로 충분하며 정밀도가 필요한것은 half, 나머지는 float을 쓰는 것 이 좋다.
• 실제로 float 대신 half 타입을 사용시 엔비디아 GPU 쪽에서는 연산수가 2배로 빨라진다고 한다.

 

3. Albedo값 수정

• Albedo값 수정시 빛의 영향을 받는듯 음영이 생긴다.
• 이는 조명연산이 추가되기 때문

void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {
            // Albedo 값 변경시 빛의 영향을 받는 듯한 모습으로 출력
            o.Albedo = float3(1,0,0); // fixed3 (R,G,B)
            o.Alpha = 1;
        }

Albedo 값이 변경되었다.

4. Emission 값 수정

• Emission값 수정시 빛의 영향을 받지않는 모습으로 출력된다.
• 조명 연산이 추가되지 않기 때문에 순수한 결과물을 보고 싶을때 사용한다.

 void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {
            // Emission 값 변경시 빛의 영향을 받지 않는 모습으로 출력
            o.Emission = float3(1,0,0); // fixed3 (R,G,B)
            o.Alpha = 1;
        }

Emission 값 변경 후 출력모습, 빛의 영향을 받지 않아 음영이 생기지 않았다.

5. 색상 사칙연산

• 각 연산별 결과물은 스크린샷을 참조

o.Emission = float3(1,0,0) + float3(0,1,0);

o.Emission = float3(0.5,0.5,0.5) + float3(0.5,0.5,0.5);

o.Emission = float3(0.5,0.5,0.5) * float3(0.5,0.5,0.5);  회색과 회색을 곱해 float3(0.25,0.25,0.25) 값이 되어 더 어두운 회색이 되었다.

• RGB 각각 1이 넘어가는 값을 할당시에는 값을 1 할당했을때와 다른 부분은 없다.
• 이유는 모니터에서는 0이하의 색상과 1이상의 색상 전부 0이나 1로 보이기 때문
• 1보다 크고 0보다 작은 숫자가 존재하고 계산되는 상태를 우리가 흔히 모니터나 티비의 사양에서 확인 가능하나 HDR(High Dynamic Range) 라고 한다.
• 하지만 내부적인 데이터는 float3(2,0,0)으로 값이 저장되기 때문에 주의 할 필요가 있다.
• 연산시 주의점
  • 연산은 같은 자릿수 끼리 가능 (하지만 예외적으로는 1자리 끼리는 가능하다.)
  • float + float (0)
  • float4 + float (X)
  • float3(1,0,0) + 1  = float3(2,1,1) (0) 

 

다음 포스팅은 변수 이용을 통한 쉐이더 수정.