今風トゥーンシェーディング

Transcript

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   今風トゥーンシェーディング 2019 / 02 / 22 株式会社アカツキ 菱谷

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   もくじ ・自己紹介 ・トゥーンシェーディングって何？ ・具体的にどんなことやってるの？ ・さいごに

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   ・自己紹介 ・トゥーンシェーディングって何？ ・具体的にどんなことやってるの？ ・さいごに

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   自己紹介 菱谷 隼人(Hishiya Hayato) 株式会社アカツキ エンジニア 2018年入社 趣味 ：ギターを弾くこと 特技

   ：スマブラ 好きなもの ：ラーメン シェーダーが好き！
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   ・自己紹介 ・トゥーンシェーディングって何？ ・具体的にどんなことやってるの？ ・さいごに

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   トゥーンシェーディングって何？ 2Dっぽく3Dでレンダリングさせること 参考： https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%82%A5%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0 https://qiita.com/MuRo_CG/items/c417ef6d6cbeed3dd42b https://game.watch.impress.co.jp/img/gmw/docs/653/140/html/g05.jpg.html

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   トゥーンシェーディングって何？ リアルタイムトゥーンシェーディングで現在， 世界最高峰なのはこれ GRANBLUE FANTASY Versus アークシステムワークスさんが開発中 2019年発売予定 もうイラストにしか見えない すごい

   参考： https://versus.granbluefantasy.jp/
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   トゥーンシェーディングって何？ ・2Dイラストを3Dで表現させる 　　利点：1回作っちゃえば，3Dと同じように動かせる 　　欠点：作るの難しい… ・現在は2Dイラストの表現のほとんどをトゥーンシェーディングで補える ・アニメーション業界でも，2Dイラスト→トゥーンに以降しつつある 　　ゲームと違って，プリレンダーでOKなのでやりたい放題 　　映画ドラゴンボールブロリーではトゥーンと3Dレタッチの両方を利用 まとめ

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   ・自己紹介 ・トゥーンシェーディングって何？ ・具体的にどんなことやってるの？ ・さいごに

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    具体的にどんなことやってるの？ ・陰(シェード) ① ベースカラー ② 1号陰 　　③ 2号陰 ・アウトライン 　　色

    / 太さ / ブレンド ・ハイカラー 　　物理ベース / ベタ塗り ・ディフューズ 　　ハーフランバート ・頂点カラー アウトライン/陰の制御 ・リムライト 光源/反光源 　　ブレンド(テクスチャ/平行光色) ・SSS(SubSurfaceScattering) 　　皮膚 　　環境光影響 ・FeatherShade 　　グラデーションがかかった陰 ・EnvironmentMapping 　　SphereMapping/CubeMapping ・PolygonZOffset 　　眉毛/まつ毛を前髪よりも前へ などなど
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    具体的にどんなことやってるの？ 今 回 は こ こ ・陰(シェード) ① ベースカラー ②

    1号陰 　　③ 2号陰 ・アウトライン 　　色 / 太さ / ブレンド ・ハイカラー 　　物理ベース / ベタ塗り ・ディフューズ 　　ハーフランバート
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    具体的にどんなことやってるの？ 元モデル SDユニティちゃんを トゥーンシェーディングしていき ます． 　① 陰(シェード) 　② アウトライン 　③

    ハイカラー 　④ ディフューズ
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    具体的にどんなことやってるの？ 元モデル ライティング計算を 全て削除し， テクスチャを貼っただけの 状態にします．

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    具体的にどんなことやってるの？ 陰(シェード) 法線とライトの向きの内積値で，どれくら い陰になる領域なのかを0~1に正規化し ます． float d = dot(N, -L)

    * 0.5 + 0.5; これにしきい値を設けてstepすると， 0 or 1となりトゥーン調の陰のようにパキッ と出力することができます． step(_Threshold, d); 最後に上記でlerpさせます． color = lerp(base, shade, step(...)); 同じことをすれば2号陰が出ます.
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    具体的にどんなことやってるの？ アウトライン 同じポリゴンを法線方向へ拡大し，前面を カリングすることでアウトラインを表現しま す．この手法を背面法と呼びます． 頂点シェーダー内で頂点を法線方向へ加 算することで実現できます． input.vertex.xyz += input.normal

    * width;
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    具体的にどんなことやってるの？ ハイカラー とある点で光源の強い光が照り返したよう な表現をハイカラー(スペキュラ)と呼びま す． ライトの向きとビュー方向の和で照り返し 部分の法線を算出し，ポリゴン法線と内積 することでどれくらい照り返されるのかを 導き出せます． dot(N,

    normalize(L + V)); 陰と同様にしきい値でstepさせると，ベタ 塗りのハイカラーを得られます． lerp(0, highCol, step(threshold, dot(...)));
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    具体的にどんなことやってるの？ ハイカラー とある点で光源の強い光が照り返したよう な表現をハイカラー(スペキュラ)と呼びま す． ライトの向きとビュー方向の和で照り返し 部分の法線を算出し，ポリゴン法線と内積 することでどれくらい照り返されるのかを 導き出せます． dot(N,

    normalize(L + V)); 陰と同様にしきい値でstepさせると，ベタ 塗りのハイカラーを得られます． lerp(0, highCol, step(threshold, dot(...)));
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    具体的にどんなことやってるの？ ディフューズ ライトの向きとポリゴン法線の内積を陰の 強度としてレンダリングすればディフュー ズを得られます． float3 diff = max(0, dot(N,

    L)); ディフューズの値にカラーを掛け合わせる ことによって，ベタ塗りから少しだけ立体感 を演出させることができます(ハーフラン バートを用いて，黒くなりすぎないようにす ることがポイントです)． float3 diff = max(0, dot(N, L) * 0.2 + 0.8); color = diff * color;　　　　　　　　　　
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    具体的にどんなことやってるの？ 完成！ ・陰(シェード) ・アウトライン ・ハイカラー ・ディフューズ 上記4つだけでも良い感じのトゥーンを得られ ましたね！ 作風に合わせてリムライトやポストエフェクト を重ねていけば，もっと綺麗なレンダリング

    結果を得ることができますよ！
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    具体的にどんなことやってるの？ ちなみに…

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    具体的にどんなことやってるの？ ちょっと本気出してみた トゥーン + 光源方向リムライト エミッション + ブレンドアウトライン + HDR対応

    ポストエフェクト + アンチエイリアス FXAA + ブルーム + カラグレ コントラスト トーンマッピング ※全部独自実装です
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    具体的にどんなことやってるの？ ちょっと本気出してみた トゥーン + 光源方向リムライト エミッション + ブレンドアウトライン + HDR対応

    ポストエフェクト + アンチエイリアス FXAA + ブルーム + カラグレ コントラスト トーンマッピング ※全部独自実装です
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    ・自己紹介 ・トゥーンシェーディングって何？ ・具体的にどんなことやってるの？ ・さいごに

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    さいごに ・トゥーンシェーディングについて 　　2Dっぽい3Dレンダリング 　　最近のトゥーンシェーディングは2Dイラストに並ぶほど綺麗 　　工夫次第では物理ベースより軽く，モバイルでリアルタイムで動きます 軽くて綺麗な絵作りをするなら カスタムシェーダーは必須 シェーダーはフォトリアル，ノンフォトリアルに 拠らず様々な表現ができる

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    さいごに シェーダー楽しいよ！ 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　おわり