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そろそろShaderをやるパート7 マスクしてUVを回転させる

4 min read

そろそろShaderをやります

そろそろShaderをやります。そろそろShaderをやりたいからです。
パート100までダラダラ頑張ります。10年かかってもいいのでやります。
100記事分くらい学べば私レベルの初心者でもまあまあ理解できるかなと思っています。

という感じでやってます。

※初心者がメモレベルで記録するので
 技術記事としてはお力になれないかもしれません。

下準備

下記参考
そろそろShaderをやるパート1 Unite 2017の動画を見る(基礎知識~フラグメントシェーダーで色を変える)

そろそろShaderをやるパート5 UVを回転させる

そろそろShaderをやるパート6 画像をマスクする

デモ

画像をマスクしたうえで片方の画像のUVだけ回転させています。

Shaderサンプル

Shader "Custom/MaskRotation"
{
    //Inspectorに出すプロパティー
    Properties
    {
        //テクスチャー(オフセットの設定なし)
        [NoScaleOffset] _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        //Mask用テクスチャー
        [NoScaleOffset] _MaskTex("Mask Texture (RGB)", 2D) = "white" {}
        //回転の速度
        _RotateSpeed ("Rotate Speed", float) = 1.0
    }

    SubShader
    {
        Tags
        {
            "RenderType"="Opaque"
        }

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            //頂点シェーダーに渡ってくる頂点データ
            struct appdata
            {
                //セミコロン以降の大文字はセマンティクスと呼ばれる 
                //この変数は ○○を受け取ります みたいなやつらしい
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv1 : TEXCOORD0; //1番目のテクスチャUV座標 という意味らしい たぶんテクスチャが複数枚あるときに助かるやつ
                float2 uv2 : TEXCOORD1; //2番目のテクスチャUV座標 という意味らしい 
            };

            //フラグメントシェーダーへ渡すデータ
            struct v2f
            {
                float2 uv1 : TEXCOORD0; //1番目のテクスチャUV座標
                float2 uv2 : TEXCOORD1; //2番目のテクスチャUV座標
                float4 vertex : SV_POSITION; //座標変換された後の頂点座標
            };

            sampler2D _MainTex;
            sampler2D _MaskTex;
            fixed _RotateSpeed;

            //頂点シェーダー
            v2f vert(appdata  v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); //3D空間座標→スクリーン座標変換
                o.uv1 = v.uv1;
                o.uv2 = v.uv2;
                return o;
            }

            //フラグメントシェーダー
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                // Timeを入力として現在の回転角度を作る
                half timer = _Time.x;
                // 回転行列を作る
                half angleCos = cos(timer * _RotateSpeed);
                half angleSin = sin(timer * _RotateSpeed);
                /*       |cosΘ -sinΘ|
                  R(Θ) = |sinΘ  cosΘ|  2次元回転行列の公式*/
                half2x2 rotateMatrix = half2x2(angleCos, -angleSin, angleSin, angleCos);
                //中心合わせ
                half2 uv1 = i.uv1 - 0.5;
                // 中心を起点にメインテクスチャのUVを回転させる
                i.uv1 = mul(uv1, rotateMatrix) + 0.5;
                //マスク用画像のピクセルの色を計算
                fixed4 mask = tex2D(_MaskTex, i.uv2);
                //引数の値が"0以下なら"描画しない すなわち"Alphaが0.5以下なら"描画しない
                clip(mask.a - 0.5);
                //メインテクスチャーの色を取得
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv1);
                //メイン画像とマスク画像のピクセルの計算結果を掛け合わせる
                return col * mask;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

理解するのに苦労したのはUVを代入する変数を2つ用意する必要があるという点でした。

UVを1つだけで頑張ろうとして、下記GIFのようなものが出来上がってしまいました。

マスク用の画像の方のUVが回転してしまっています。

回転してほしいのはメイン画像の方でマスク画像のUVは固定したい、、、
となったときにセマンティクスでUV1、UV2と複数定義できることを思い出しました。

UV1に回転行列の公式を当てはめてUVを回転させ、
UV2にはマスクの処理だけ書く、、というやり方で実現できました。

参考リンク

Unityシェーダプログラム入門 UnlitShaderの要素を全て解説
Unityを利用した2D画像の回転マスク表現
【Unity】【シェーダテクニック】テクスチャを回転させる

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