From 218776953c6829a7003980f5ec15c9afcfeeddaf Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: y-ishimaru Date: Mon, 9 Aug 2021 22:44:36 +0900 Subject: [PATCH 1/2] indent --- .../08_RaymarchingWithUnityCamera.shader | 132 +++++++++--------- 1 file changed, 67 insertions(+), 65 deletions(-) diff --git a/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader b/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader index 3e126d0..25e43d5 100644 --- a/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader +++ b/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader @@ -10,50 +10,52 @@ } SubShader { - Tags { "RenderType" = "Opaque" } - + Tags + { + "RenderType" = "Opaque" + } + Pass { Cull Off CGPROGRAM - #pragma vertex vert #pragma fragment frag - + #include "UnityCG.cginc" #include "UnityLightingCommon.cginc" - + float3 _BallAlbedo; float3 _FloorAlbedoA; float3 _FloorAlbedoB; float3 _SkyTopColor; float3 _SkyBottomColor; - + struct appdata { float4 vertex: POSITION; float2 uv: TEXCOORD0; }; - + struct v2f { float2 uv: TEXCOORD0; float4 vertex: SV_POSITION; }; - + v2f vert(appdata v) { v2f o; - + o.vertex = float4(v.vertex.xy * 2.0, 0.5, 1.0); - + o.uv = v.uv; - + // Direct3DのようにUVの上下が反転したプラットフォームを考慮します #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP - o.uv.y = 1 - o.uv.y; + o.uv.y = 1 - o.uv.y; #endif - + return o; } @@ -61,48 +63,48 @@ { return x - y * floor(x / y); } - + float sdSphere(float3 p, float r) { return length(p) - r; } - + float sdPlane(float3 p, float3 n, float h) { // nは正規化された法線 // hは原点からの距離 return dot(p, n) + h; } - + float dBall(float3 p) { return sdSphere(p - float3(0, 1, 0), 1); } - + float dFloor(float3 p) { return sdPlane(p, float3(0, 1, 0), 0); } - + float map(float3 p) { float d = dBall(p); d = min(d, dFloor(p)); return d; } - + // 偏微分から法線を計算します float3 calcNormal(float3 p) { float eps = 0.001; - + return normalize(float3( map(p + float3(eps, 0.0, 0.0)) - map(p + float3(-eps, 0.0, 0.0)), map(p + float3(0.0, eps, 0.0)) - map(p + float3(0.0, -eps, 0.0)), map(p + float3(0.0, 0.0, eps)) - map(p + float3(0.0, 0.0, -eps)) )); } - + float calcAO(float3 pos, float3 nor) { float occ = 0.0; @@ -117,14 +119,14 @@ } return clamp(1.0 - 3.0 * occ, 0.0, 1.0) * (0.5 + 0.5 * nor.y); } - + // http://iquilezles.org/www/articles/rmshadows/rmshadows.htm float calcSoftshadow(float3 ro, float3 rd, float mint, float tmax) { // bounding volume float tp = (0.8 - ro.y) / rd.y; if (tp > 0.0) tmax = min(tmax, tp); - + float res = 1.0; float t = mint; for (int i = 0; i < 24; i++) @@ -137,7 +139,7 @@ } return clamp(res, 0.0, 1.0); } - + float3 acesFilm(float3 x) { const float a = 2.51; @@ -147,60 +149,60 @@ const float e = 0.14; return saturate((x * (a * x + b)) / (x * (c * x + d) + e)); } - + float4 frag(v2f input): SV_Target { float3 col = float3(0.0, 0.0, 0.0); - + // UVを -1～1 の範囲に変換します float2 uv = 2.0 * input.uv - 1.0; - + // カメラの位置 float3 cameraOrigin = _WorldSpaceCameraPos; - + // カメラ行列からレイを生成します - float4 clipRay = float4(uv, 1, 1);// クリップ空間のレイ - float3 viewRay = normalize(mul(unity_CameraInvProjection, clipRay).xyz);// ビュー空間のレイ - float3 ray = mul(transpose((float3x3)UNITY_MATRIX_V), viewRay);// ワールド空間のレイ - + float4 clipRay = float4(uv, 1, 1); // クリップ空間のレイ + float3 viewRay = normalize(mul(unity_CameraInvProjection, clipRay).xyz); // ビュー空間のレイ + float3 ray = mul(transpose((float3x3)UNITY_MATRIX_V), viewRay); // ワールド空間のレイ + // レイマーチング - float t = 0.0;// レイの進んだ距離 - float3 p = cameraOrigin;// レイの先端の座標 - int i = 0;// レイマーチングのループカウンター - bool hit = false;// オブジェクトに衝突したかどうか - + float t = 0.0; // レイの進んだ距離 + float3 p = cameraOrigin; // レイの先端の座標 + int i = 0; // レイマーチングのループカウンター + bool hit = false; // オブジェクトに衝突したかどうか + for (i = 0; i < 500; i++) { - float d = map(p);// 最短距離を計算します - + float d = map(p); // 最短距離を計算します + // 最短距離を0に近似できるなら、オブジェクトに衝突したとみなして、ループを抜けます if (d < 0.0001) { hit = true; break; } - - t += d;// 最短距離だけレイを進めます - p = cameraOrigin + ray * t;// レイの先端の座標を更新します + + t += d; // 最短距離だけレイを進めます + p = cameraOrigin + ray * t; // レイの先端の座標を更新します } - + if (hit) { // ライティングのパラメーター - float3 normal = calcNormal(p);// 法線 - float3 light = _WorldSpaceLightPos0;// 平行光源の方向ベクトル - + float3 normal = calcNormal(p); // 法線 + float3 light = _WorldSpaceLightPos0; // 平行光源の方向ベクトル + // マテリアルのパラメーター - float3 albedo = float3(1, 1, 1);// アルベド - float metalness = 0.5;// メタルネス（金属の度合い） - + float3 albedo = float3(1, 1, 1); // アルベド + float metalness = 0.5; // メタルネス（金属の度合い） + // ボールのマテリアルを設定 if (dBall(p) < 0.0001) { albedo = _BallAlbedo; metalness = 0.8; } - + // 床のマテリアルを設定 if (dFloor(p) < 0.0001) { @@ -208,18 +210,18 @@ albedo = lerp(_FloorAlbedoA, _FloorAlbedoB, checker); metalness = 0.1; } - + // ライティング計算 - float diffuse = saturate(dot(normal, light));// 拡散反射 - float specular = pow(saturate(dot(reflect(light, normal), ray)), 10.0);// 鏡面反射 - float ao = calcAO(p, normal);// AO - float shadow = calcSoftshadow(p, light, 0.25, 5);// シャドウ - + float diffuse = saturate(dot(normal, light)); // 拡散反射 + float specular = pow(saturate(dot(reflect(light, normal), ray)), 10.0); // 鏡面反射 + float ao = calcAO(p, normal); // AO + float shadow = calcSoftshadow(p, light, 0.25, 5); // シャドウ + // ライティング結果の合成 - col += albedo * diffuse * shadow * (1 - metalness) * _LightColor0.rgb;// 直接光の拡散反射 - col += albedo * specular * shadow * metalness * _LightColor0.rgb;// 直接光の鏡面反射 - col += albedo * ao * lerp(_SkyBottomColor, _SkyTopColor, 0.3);// 環境光 - + col += albedo * diffuse * shadow * (1 - metalness) * _LightColor0.rgb; // 直接光の拡散反射 + col += albedo * specular * shadow * metalness * _LightColor0.rgb; // 直接光の鏡面反射 + col += albedo * ao * lerp(_SkyBottomColor, _SkyTopColor, 0.3); // 環境光 + // 遠景のフォグ float invFog = exp(-0.02 * t); col = lerp(_SkyBottomColor, col, invFog); @@ -229,17 +231,17 @@ // 空 col = lerp(_SkyBottomColor, _SkyTopColor, ray.y); } - + // トーンマッピング col = acesFilm(col * 0.8); - + // ガンマ補正 col = pow(col, 1 / 2.2); - + return float4(col, 1); } ENDCG - + } } -} +} \ No newline at end of file From a05ba784ceff17a617ff6ce4ea48a4afcb14f1aa Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: y-ishimaru Date: Mon, 9 Aug 2021 22:47:07 +0900 Subject: [PATCH 2/2] inverse --- .../08_RaymarchingWithUnityCamera.shader | 72 +++++++++++++++---- 1 file changed, 60 insertions(+), 12 deletions(-) diff --git a/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader b/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader index 25e43d5..5a4387f 100644 --- a/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader +++ b/RaymarchingTutorial/Assets/RaymarchingTutorial/08_RaymarchingWithUnityCamera.shader @@ -48,14 +48,7 @@ v2f o; o.vertex = float4(v.vertex.xy * 2.0, 0.5, 1.0); - o.uv = v.uv; - - // Direct3DのようにUVの上下が反転したプラットフォームを考慮します - #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP - o.uv.y = 1 - o.uv.y; - #endif - return o; } @@ -150,6 +143,63 @@ return saturate((x * (a * x + b)) / (x * (c * x + d) + e)); } + float4x4 inverse(float4x4 m) + { + float n11 = m[0][0], n12 = m[1][0], n13 = m[2][0], n14 = m[3][0]; + float n21 = m[0][1], n22 = m[1][1], n23 = m[2][1], n24 = m[3][1]; + float n31 = m[0][2], n32 = m[1][2], n33 = m[2][2], n34 = m[3][2]; + float n41 = m[0][3], n42 = m[1][3], n43 = m[2][3], n44 = m[3][3]; + + float t11 = n23 * n34 * n42 - n24 * n33 * n42 + n24 * n32 * n43 - n22 * n34 * n43 - n23 * n32 * n44 + + n22 * n33 * n44; + float t12 = n14 * n33 * n42 - n13 * n34 * n42 - n14 * n32 * n43 + n12 * n34 * n43 + n13 * n32 * n44 - + n12 * n33 * n44; + float t13 = n13 * n24 * n42 - n14 * n23 * n42 + n14 * n22 * n43 - n12 * n24 * n43 - n13 * n22 * n44 + + n12 * n23 * n44; + float t14 = n14 * n23 * n32 - n13 * n24 * n32 - n14 * n22 * n33 + n12 * n24 * n33 + n13 * n22 * n34 - + n12 * n23 * n34; + + float det = n11 * t11 + n21 * t12 + n31 * t13 + n41 * t14; + float idet = 1.0f / det; + + float4x4 ret; + + ret[0][0] = t11 * idet; + ret[0][1] = (n24 * n33 * n41 - n23 * n34 * n41 - n24 * n31 * n43 + n21 * n34 * n43 + n23 * n31 * n44 - + n21 * n33 * n44) * idet; + ret[0][2] = (n22 * n34 * n41 - n24 * n32 * n41 + n24 * n31 * n42 - n21 * n34 * n42 - n22 * n31 * n44 + + n21 * n32 * n44) * idet; + ret[0][3] = (n23 * n32 * n41 - n22 * n33 * n41 - n23 * n31 * n42 + n21 * n33 * n42 + n22 * n31 * n43 - + n21 * n32 * n43) * idet; + + ret[1][0] = t12 * idet; + ret[1][1] = (n13 * n34 * n41 - n14 * n33 * n41 + n14 * n31 * n43 - n11 * n34 * n43 - n13 * n31 * n44 + + n11 * n33 * n44) * idet; + ret[1][2] = (n14 * n32 * n41 - n12 * n34 * n41 - n14 * n31 * n42 + n11 * n34 * n42 + n12 * n31 * n44 - + n11 * n32 * n44) * idet; + ret[1][3] = (n12 * n33 * n41 - n13 * n32 * n41 + n13 * n31 * n42 - n11 * n33 * n42 - n12 * n31 * n43 + + n11 * n32 * n43) * idet; + + ret[2][0] = t13 * idet; + ret[2][1] = (n14 * n23 * n41 - n13 * n24 * n41 - n14 * n21 * n43 + n11 * n24 * n43 + n13 * n21 * n44 - + n11 * n23 * n44) * idet; + ret[2][2] = (n12 * n24 * n41 - n14 * n22 * n41 + n14 * n21 * n42 - n11 * n24 * n42 - n12 * n21 * n44 + + n11 * n22 * n44) * idet; + ret[2][3] = (n13 * n22 * n41 - n12 * n23 * n41 - n13 * n21 * n42 + n11 * n23 * n42 + n12 * n21 * n43 - + n11 * n22 * n43) * idet; + + ret[3][0] = t14 * idet; + ret[3][1] = (n13 * n24 * n31 - n14 * n23 * n31 + n14 * n21 * n33 - n11 * n24 * n33 - n13 * n21 * n34 + + n11 * n23 * n34) * idet; + ret[3][2] = (n14 * n22 * n31 - n12 * n24 * n31 - n14 * n21 * n32 + n11 * n24 * n32 + n12 * n21 * n34 - + n11 * n22 * n34) * idet; + ret[3][3] = (n12 * n23 * n31 - n13 * n22 * n31 + n13 * n21 * n32 - n11 * n23 * n32 - n12 * n21 * n33 + + n11 * n22 * n33) * idet; + + return ret; + } + + float4 frag(v2f input): SV_Target { float3 col = float3(0.0, 0.0, 0.0); @@ -157,12 +207,10 @@ // UVを -1～1 の範囲に変換します float2 uv = 2.0 * input.uv - 1.0; - // カメラの位置 + float4 clipray = float4(uv, 0, 1); + float4x4 invUnityMatrixP = inverse(UNITY_MATRIX_P); + float3 viewRay = mul(invUnityMatrixP, clipray); float3 cameraOrigin = _WorldSpaceCameraPos; - - // カメラ行列からレイを生成します - float4 clipRay = float4(uv, 1, 1); // クリップ空間のレイ - float3 viewRay = normalize(mul(unity_CameraInvProjection, clipRay).xyz); // ビュー空間のレイ float3 ray = mul(transpose((float3x3)UNITY_MATRIX_V), viewRay); // ワールド空間のレイ // レイマーチング