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フォワードレンダリングパスの詳細

ディファードシェーディングレンダリングパス

このページでは、ディファードシェーディング レンダリングパス を詳しく説明します。技術的な概要の紹介については wikipedia を参照してください。

概要

ディファードシェーディングを使用する場合、オブジェクトに影響を与えることができるライトの数に制限はありません。すべてのライトは、ピクセルごとに評価されます。つまり、それらがすべて法線マップ等と正しく相互作用することを意味します。さらに、すべてのライトは、クッキーと影を設定することができます。

ディファードシェーディングには、ライティングの処理オーバーヘッドは光が照らすピクセル数に比例するという利点があります。これはオブジェクトを照らす数に関係なく、シーンの中の光のボリュームのサイズによって決定されます。したがって、パフォーマンスは、明りを小さくすることによって向上します。また、ディファードシェーディングは非常に一貫性のある予測可能な動作をします。光の効果はピクセルごとに計算されるので、大きな三角形で失敗するライティングの計算はありません。

不利な面は、ディファードシェーディングは、アンチエイリアシングのための実際のサポートがなく、半透明のオブジェクトを処理することはできないことです(これらは、フォワードレンダリング を使用してレンダリングされます)。さらに、メッシュレンダラーの Receive Shadows フラグにはサポートがありません。そのため、カリングマスクは限られており、 4つまでしか使用できません。つまり、カリングレイヤーマスクは、少なくとも、すべてのレイヤー数から 4つのレイヤーを引いた数です。よって、32レイヤーなら28を設定しなければなりません。そうしないと、グラフィックスのアーティファクトが発生します。

要件

Multiple Render Targets (MRT)、Shader Model 3.0 (またはそれ以降)、デプスレンダーテクスチャへのサポートを伴うグラフィックカードが必要です。2006年以降に作られた GeForce 8xxx、Radeon X2400、Intel G45 などをはじめとする、ほとんどの PC グラフィックスカードはディファードシェーディングをサポートします。

モバイルでは、ディファードシェーディングは、最低 OpenGL ES 3.0 を実行するすべてのデバイスでサポートされます。

注意: ディファードレンダリングは、平行投影ではサポートされないため、設定されている場合は、カメラは常にフォワードレンダリングを使用します。

パフォーマンス考慮点

ディファードシェーディングでは、リアルタイムライトのレンダリングのオーバーヘッドは、ライトが照らすピクセル数に比例し、シーンの複雑さには依存しません 。そのため、小さな点やスポットライトをレンダリングするのは非常に不可が軽く、それらが全部、または、部分的にシーンのオブジェクトによっておおわれる場合、さらに負荷が軽くなります。

もちろん、影のないライトよりも影のあるライトがはるかに高価です。ディファードシェーディングでは、影を投影するオブジェクトは、影を投影するライトごとに 1 回以上レンダリングされる必要があります。さらには、影を適用するライティングシェーダーは、影を無効化した場合と比べて、レンダリングオーバーヘッドが大きくなります。

実装に関する詳細

ディファードシェーディングをサポートしないシェーダーを持つオブジェクトは、ディファードシェーディングが終了した後に フォワードレンダリング パスを使ってレンダリングされます。

ジオメトリバッファ(G バッファ) のレンダーターゲット (RT0 - RT4) のデフォルトレイアウトは、以下のとおりです。データタイプは各レンダーターゲットのさまざまなチャンネルに配置されます。括弧内に使用されるチャンネルを表示します。

  • RT0、ARGB32 フォーマット: ディフューズ色 (RGB)、オクルージョン (A)
  • RT1、ARGB32 フォーマット: スペキュラー色 (RGB)、粗さ (A)
  • RT2、ARGB2101010 フォーマット: ワールド空間法線 (RGB)、不使用 (A)
  • RT3、ARGB2101010 (非 HDR) または ARGBHalf (HDR) フォーマット: 放出 + ライティング + ライトマップ + リフレクションプローブバッファ
  • 深度 + ステンシルバッファ

ですから、デフォルト g-buffer レイアウトは、160ビット/ピクセル (non-HDR) または、192ビット/ピクセル(HDR)があります。

混合ライティングに シャドウマスク または ディスタンスシャドウマスク モードを使用するとき、5番目のターゲットを使用します。

  • RT4, ARGB32 形式: ライトオクルージョン値 (RGBA)

したがって、G バッファレイアウトは、192 ビット/ピクセル (非 HDR) または、224 ビット/ピクセル (HDR) になります。

ハードウェアが 5 つのレンダーターゲットを同時にサポートしない場合は、シャドウマスクを使用するオブジェクトはフォワードレンダリングパスにフォールバックします。 カメラが HDR を使っていないとき、Emission とライティングバッファ (RT3) は対数的にコード化され、ARGB32 テクスチャで通常可能であるよりも大きなダイナミックレンジを提供します。

カメラが HDRレンダリングを使用するとき、エミッション + ライティングバッファ (RT3) のために別のレンダーターゲットは作成されません。代わりに、カメラがレンダリングするレンダーターゲット (これがイメージエフェクトに渡されます) が RT3 として使用されます。

G バッファパス

G バッファパスは、それぞれのオブジェクトを 1 度レンダリングします。ディフューズ色、スペキュラー色、サーフェスのスムースネス 、ワールド空間法線と、エミッション + アンビエント + リフレクション + ライトマップは、G バッファテクスチャにレンダリングされています。G バッファテクスチャはシェーダーにより、後のアクセスのためにグローバルシェーダーのプロパティーとして設定されています( CameraGBufferTexture0 から CameraGBufferTexture3 )。

ライティングパス

ライティングパスは、G バッファやデプスに基づいてライティングを計算します。ライティングは、スクリーンスペースで計算するので、それを処理すために要する時間は、シーンの複雑さとは無関係です。ライティングはエミッションバッファに加えられます。

カメラのニアクリッププレーンと交差しないポイントライトやスポットライトは、シーンに対する Z バッファのテストを有効にして、3D 形状としてレンダリングされます。これにより一部あるいは全体が塞がれたポイントライトやスポットライトのレンダリングの負担は、非常に少なくなります。ニアクリッププレーンと交差するディレクショナルライト、ポイントライト、スポットライトはフルスクリーンの四角形としてレンダリングされます。

ライトの影が有効化されている場合、それらもこのパスでレンダリングされ適用されます。影をレンダリングするのにも負担がかかります。シャドウキャスター (影を投影する側) もレンダリングされる必要があり、より複雑なライトシェーダーも適用される必要があります。

唯一のライティングモデルは Standard です。異なるモデルを使用したい場合は、ビルトインシェーダー の Internal-DeferredShading.shader ファイルの修正版を、Assets フォルダーの Resources という名前のフォルダーに配置して、ライティングパスシェーダーを変更できます。次に Graphics 設定 (Edit > Project Settings を選択し、Graphics カテゴリをクリック) を開きます。“Deferred” ドロップダウンを “Custom Shader” に変更します。次に、使用しているシェーダーに表示されるシェーダーオプションを変更します。


  • 2017–06–08 編集レビュー 無しにパブリッシュされたページ

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