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そろそろShaderをやるパート32 繰り返し処理を行う

2021/05/30に公開約3,100字

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)

デモ

斜めの線を繰り返しスクロールするような表現です。

Shaderサンプル

内積の部分は下記で解説しています。
【参考リンク】:そろそろShaderをやるパート31 内積を使う

Shader "Custom/Repeat"
{
    Properties
    {
        _Color1("Color 1",Color) = (0,0,0,1)
        _Color2("Color 2",Color) = (1,1,1,1)
    }

    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
            {
                float4 vertex : POSITION;
            };

            //フラグメントシェーダーへ渡すデータ
            struct v2f
            {
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldPos : WORLD_POS;
            };

            float4 _Color1;
            float4 _Color2;

            //頂点シェーダー
            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                //unity_ObjectToWorld × 頂点座標(v.vertex) = 描画しようとしてるピクセルのワールド座標 らしい
                //mulは行列の掛け算をやってくれる関数
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); //3D空間座標→スクリーン座標変換
                return o;
            }

            //フラグメントシェーダー
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                float dotResult = dot(i.worldPos,normalize(float2(1,1)));
                float repeat = abs(dotResult - _Time.w);
                float interpolation = step(fmod(repeat,1),0.1);
                fixed4 col = lerp(_Color1, _Color2, interpolation);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

fmod

fmod(a,b)はaをbで除算した正の剰余が得られます。
つまり、余りが返ってくるのですが、浮動小数点数の余りを返してくれるようです。

GLSLのmodという同様の関数を用いて1.0で割った際の余りをグラフ化したものです。
1.0で剰余がちょうど0になるので面白い形のグラフを描いています。
繰り返し同じグラフを描いている点がポイントです。

stepとfmod

次にstepとfmodを組み合わせてみます。
step(a,b)はbがaより大きい場合は1を返す関数です。
【参考リンク】:そろそろShaderをやるパート12 線を描画してスクロールさせる

fmodの返す値をstep関数の引数に与えることで下記のようなグラフの値を得ることができます。
もう先ほどの線のスクロールに利用できそうな値の返し方をしています。

時間変化でスクロールするにはfmod(a,b)の引数aを減算or加算していけば可能です。

参考リンク

fmod関数|float/double型の割り算の余りを求める方法【浮動小数点数の剰余】
Shader(HLSL), 手続き的にテクスチャ生成など行うとき使用頻度の高い関数
Unityを利用した空間スキャンライン表現

Discussion

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