セルシェード

セルシェード †

色々作業中。試したこと考えたことメモ。
多分UE4.6くらい

• まとめページはこちらに
  UE4のセルシェード実装方法を纏めたい - Qiita
  http://qiita.com/com04/items/a7895160df8d854fe924

• UE4.14くらいの僕
  「エンジン改造安定」
  • UE4.14.0 Forward Shadingのエンジン改造でセルシェードやってみた - Qiita
    https://www.slideshare.net/com044/ue4140-forward-shading-69295343
  • 第7回UE4ぷちコン （Deferredをエンジン改造）

• UE4.17くらいの僕
  「エンジン改造は程々で、後はマテリアルでいいや」

参考 †

• UE4のセルシェード実装方法を纏めたい - Qiita
  http://qiita.com/com04/items/a7895160df8d854fe924

• UE4でToonシェード
  wiki内: ポストプロセス-マテリアル-Toonシェード

• Unreal Engine Forum : ノンフォトリアルやセルルック等の独特なレンダリングを！
  https://forums.unrealengine.com/showthread.php?49796-%E3%83%8E%E3%83%B3%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%88%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%84%E3%82%BB%E3%83%AB%E3%83%AB%E3%83%83%E3%82%AF%E7%AD%89%E3%81%AE%E7%8B%AC%E7%89%B9%E3%81%AA%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%92%EF%BC%81

• Unreal Engine Forum : Advanced Cel Shader Pack [Submitted]
  https://forums.unrealengine.com/showthread.php?44471-Advanced-Cel-Shader-Pack-Submitted

• ニコニコ立体さんをUE4で表示するという流れに乗って遊んでみました。
  https://twitter.com/housakusleeping/status/528575375689793536

• Unreal engine 4でのリアルタイムセルルック3DCGアニメーション
  http://www.slideshare.net/masahikonakamura50/unreal-engine-43dcg

UE4でセルシェードをするための問題点 †

ライティング †

シェーディングどうする問題 †

• UE4ではライティングが内部的に行われ、ユーザーがフックする事ができない。
  なので従来のようにライティング計算時にシェーディングを弄る事が出来ない。
  のでポストプロセスでシェーディング結果から、ライティング値を逆算する手法で試している。
  シモダさんのサンプルを参考
  　

• 「SceneTexture」の「BaseColor」、「SceneColor」を使用すると陰影が出てしまう。
  なので、基本色には「DiffuseColor」を使用して、上記ライティング逆算結果から影を付けている。

• もしライト1灯だけ、というなら全マテリアルを「Unlit」にしてポストプロセスで自前計算してもいいかもしない。

エミッシブ出ない問題 †

• 上記シェーディングで、「DiffuseColor」を使用してしまうと、今度はエミッシブが適用できずBloomを炊けない。

• 他にアルファを使用しない縛りであれば、エミッシブを炊くのはTranslucentにしてしまえば適用できるというトリックでいけるかもしれない。

女優ライト問題 †

• UE4では、ライトを特定のモデルにだけ適用する、といった事が出来ない。
  セルシェードのみならずキャラクター物で良く使用される女優ライトが適用できない。
  自前でどうにかするしかない。
  → 4.11辺りでLighting Channels機能が入った: https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/LightingAndShadows/LightingChannels/

アーティストが影色指定できない問題 †

• UE4のポストプロセスでセルシェードを行った場合。
  UE4のGバッファーにはユーザーデータを書き出せないので、通常のセルシェードで良く行われる、このマテリアルの影の色はこの色、といった指定が出来ない。
  対応方法考え中。
  → 対応してみた
  https://twitter.com/com04/status/863247409152794628
  　

テクニック的な †

ポストプロセスマテリアルで、特定のマテリアル部分だけ判定したい †

• 髪だけ別のシェーディングしたい、的な
  条件として、メタリックの数値をシーンで一切使っていないこと。
• マテリアル側で、メタリックを0.01に設定して
  　
• ポストプロセス側で、ifで0.0より大きいか判定して表示。
  　

マテリアルのメタリック0.01とかなら見た目でほぼわからないからいーよねー、という適当。
（地面はメタリック入ってしまっている）
　

背面法によるアウトライン †

• UE4のマテリアルでは描画面逆転する方法がない？
• なので、モデルデータに描画面を逆転した状態のメッシュを複製して、専用のマテリアルを割り当てておく
• マテリアルを「Unlit」にして、頂点法線方向に「ワールド位置オフセット」を付ける。
  　

他にスマートな方法が無いか検証中
　

→ 「TwoSidedSign」ノードが追加されたので、マテリアルをDouble SideにしてMaskedで表面抜いてやればOK
https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/Materials/ExpressionReference/Constant/#twosidedsign
背面用メッシュは、PoseableMeshComponent使えばOK
http://historia.co.jp/archives/5587

W.I.P. †

ライティング結果さえ抽出できれば、後はUE4に関係ない部分ではあるけど。

影の色 †

• 前述の通り、現在はアーティスト側で指定できないので計算で。
• セルシェードにおいて、明度を下げるだけの影は違う。ので彩度も上げた。
• 明度だけ / 彩度も弄った
  　

Unityちゃん、通常レンダリング / セルシェード / アウトライン無し / アウトラインにカラー付け †

• アウトラインのカラー付けは、明度下げたり彩度上げたりした。
  　

• ニコニ立体ちゃん版。通常レンダリング / セルシェード / アウトラインにカラー付け
  Unityちゃんよりセルセルっぽい。アウトラインのカラー付けもこっちの方が映える
  　

髪のスペキュラー弄る †

• Unityちゃん、スペキュラー無し / 変更前のスペキュラー / 弄った後のスペキュラー
  色々レイヤー合成してみた。