Unity 수업내용 21.07.15. Shader - CubeMap

CubeMap과 게임오브젝트로는 해당 어셋들을 사용하였다.(좀비는 머리만 떼서 사용했음)

머리만 뗄 때는 뼈대를 지우지 말아야한다.

 

• Window - Rendering - Lighting - Environment의 Skybox Material을 원하는 배경 머티리얼로 바꿔주자.

 

Shader "Custom/Zombie_Cube"
{
    Properties
    {        
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
     
        CGPROGRAM
        
        #pragma surface surf Lambert
                
        sampler2D _MainTex;

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
        };

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {
            
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

• Material과 Shader를 하나씩 만들어 준 뒤 Shader를 Material에 적용시키고 Material을 해당 게임오브젝트에 할당해준다.
• 다음과 같은 효과가 나올것이다.

 

Shader "Custom/Zombie_Cube"
{
	Properties
	{
		_MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
		_Cube("CubeMap", CUBE) = "cube"
	}
		SubShader
	{
		Tags { "RenderType" = "Opaque" }

		CGPROGRAM

		#pragma surface surf Lambert

		samplerCUBE _Cube;
		sampler2D _MainTex;

		struct Input
		{
			float2 uv_MainTex;
			float3 worldRefl;
		};

		void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o)
		{
			fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
			float4 re = texCUBE(_Cube, IN.worldRefl);
			o.Emission = re.rgb;
			o.Alpha = c.a;
		}
		ENDCG
	}
		FallBack "Diffuse"
}

• CubeMap을 적용해보자.
• 램버트 라이트를 사용했다.
• 반사되는 효과를 주기 위해서는 Input에서 worldRefl이라는 월드 반사값을 사용할 수 있도록 선언해주어야 한다.
• tex2D처럼 큐브맵은 texCUBE라는 함수가 있다.
• 구해진 값을 Emission으로 적용시켜보자.
• * 주의 프로퍼티의 CUBE타입, samplerCUBE의 CUBE, texCUBE의 CUBE는 모두 대문자로 작성해야한다.

 

이제 질감표현을 위해 BumpTexture를 적용해보자.

Shader "Custom/Zombie_Cube"
{
	Properties
	{
		_MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
		_Cube("CubeMap", CUBE) = "cube" {}
		_BumpTex("BumpTexture", 2D) = "bump" {}
	}
		SubShader
	{
		Tags { "RenderType" = "Opaque" }

		CGPROGRAM

		#pragma surface surf Lambert

		samplerCUBE _Cube;
		sampler2D _MainTex;
		sampler2D _BumpTex;

		struct Input
		{
			float2 uv_MainTex;
			float2 uv_BumpTex;
			float3 worldRefl;
			INTERNAL_DATA
		};

		void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o)
		{
			o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpTex, IN.uv_BumpTex));
			fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
			float4 re = texCUBE(_Cube, WorldReflectionVector(IN, o.Normal));

			o.Albedo = c.rgb * 0.5f;
			o.Emission = re.rgb * 0.5f;
			o.Alpha = c.a;
		}
		ENDCG
	}
		FallBack "Diffuse"
}

• 월드반사값을 이용하는 Normal값은 INTERNAL_DATA를 사용해야만 적용할 수 있다. 안하면 오류난다.
• 그리고 BumpTexture를 적용해 준다.
• 이 BumpTexture에 따라 빛효과가 알맞게 반사되게 하려면 WorldReflectionVector함수를 이용해야한다.
• INTERNAL_DATA를 선언해야 하는 이유는 WorldReflectionVector함수를 이용하기 때문이다.
• Albedo와 Emission은 하나에만 선언해도 무관하다.

요런 느낌

---

 

Wrapped Diffuse를 사용해보자. 

마찬가지로 Material, Shader를 생성한 뒤 Shader를 Material에 할당하고 해당 Material을 적용시킬 게임오브젝트에 할당한다.

텍스쳐를 받을 코드를 남겨둔 뒤 필요없는 코드는 모두 지운다.

Shader "Custom/Zombie_Wrap"
{
    Properties
    {       
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _RampTex("RampTexture", 2D) = "ramp" {}
    }
        SubShader
    {
        Tags { "RenderType" = "Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM

        #pragma surface surf _Wrap noambient
        
        sampler2D _RampTex;
        sampler2D _MainTex;

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
        }

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {            
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }

        float4 Lighting_Wrap(SurfaceOutput s, float3 lightDir, float atten)
        {
            float ndotl = dot(s.Normal, lightDir) * 0.5f + 0.5f;
            float4 ramp = tex2D(_RampTex, float2(ndotl, 0.5f));
            return ramp;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

• 이어서 Ramp Texture를 받을 프로퍼티를 만들어주고
• 커스텀 라이트를 만들어 해당 커스텀라이트로 Ramp Texture를 적용시켜보자.
• Rim때와 마찬가지로 ndotl을 사용하며, 빛의 각도에 따라 달라지므로 lightDir을 사용한다.
• 하프램버트를 사용해보자. "ndolt * 0.5 + 0.5"이다.

 

이런 사진(좌)이면 된다.

• Wrapped Diffuse Image를 구글링하면 사용할 텍스쳐가 나올것이다.
• 사진윗쪽에 가느다란 흰색 여백이 존재하게 하는것을 추천한다.
• 그리고 Ramp Texture의 Wrap Mode를 Clamp로 설정한다.

 

이제 BumpTexture를 적용해보자.

 

Shader "Custom/Zombie_Wrap"
{
    Properties
    {       
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _RampTex("RampTexture", 2D) = "ramp" {}
        _BumpTex("BumpTexture", 2D) = "bump" {}
    }
        SubShader
    {
        Tags { "RenderType" = "Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM

        #pragma surface surf _Wrap noambient

        sampler2D _BumpTex;
        sampler2D _RampTex;
        sampler2D _MainTex;

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
            float2 uv_BumpTex;
        };

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {            
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
            o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpTex, IN.uv_BumpTex));
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }

        float4 Lighting_Wrap(SurfaceOutput s, float3 lightDir, float atten)
        {
            float ndotl = dot(s.Normal, lightDir) * 0.5f + 0.5f;
            float4 ramp = tex2D(_RampTex, float2(ndotl, 0.5f));

            float4 result;
            result.rgb = s.Albedo.rgb * ramp.rgb;
            result.a = s.Alpha;
            return result;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

• 프로퍼티로 Bump Texture를 받을 공간을 만들어준 뒤, surf에서 해당 Bump를 적용시킨다.
• 그리고 커스텀 라이트를 통해 ramp를 알맞게 결합해준다.

짤처럼 빛의 방향에 따라 RampTexture가 반응하는 것을 확인할 수 있다.