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Unity で大量のオブジェクトを描画できるようにするスクリプトです。パーティクル、弾幕などの描画に威力を発揮します。割とポータブルな作りになっており、D3D11、D3D9、OpenGL、OpenGLES (Android, iOS, WebGL)、PS4 で動作を確認済みです。
WebGL による動作例
このパッケージ をインポートし、BatchRenderer コンポーネントを適当なオブジェクトに追加します。
描画したいモデルを mesh に設定します。あまり頂点数が多くないモデルが望ましいです。
マテリアルを material に設定します。このマテリアルは BatchRenderer/ 以下のシェーダを使ったものである必要があります。
あとはスクリプトから BatchRenderer.AddInstance() 一族でインスタンスを追加すれば、追加した数だけそれが描かれます。
enable_rotation から enable_uv_offset までのチェックは、各インスタンスに持たせる情報です。
enable_rotation をチェックすると各インスタンスの個別の回転が有効になる、といった具合です。この場合、AddInstanceTR() などの回転を渡せるバージョンの AddInstance() 一族でデータを追加します。
これらはチェックすると GPU に渡すデータが増えて遅くなるので、使わないものはチェックしないようにするのが望ましいです。
max_instances は文字通り最大インスタンス数で、これが描ける数の上限になります。これ以上の数を AddInstance() しても上限数を超えたものは描かれません。このパラメータに比例して使用メモリ量が増加します。
また、AddInstance() 一族はスレッドセーフになっています。
前述のように、マテリアルには BatchRenderer 以下のシェーダを使う必要があります。
Lambert や BlinnPhong は通常の 3D オブジェクトを描くためのものです。
Billboard 系のシェーダはビルボードを実現するためのもので、常にカメラを向くようになります。
基本的に板ポリゴン (Assets/BatchRenderer/Meshes/quad.asset) をメッシュに使いますが、板ポリゴン以外にも適用できます。
enable_uv_offset で UV オフセットを有効にすることで、スクリーンショットのようにテクスチャアニメーションもできます。
BatchRenderer 自身はソートはしないので、Billboard に限らず半透明オブジェクトを描く際は描画順に注意が必要です。(AddInstance() した順に描くようになっています)
FixedBillboard 系のシェーダもビルボードを実現するものですが、こちらは表示の中心位置に 3D 座標を使う以外は 2D 的な振る舞いをします。
スクリーンショットを見比べるとどういうことかわかりやすいと思います。下のスクリーンショットは上の Billboard と同じシーンで、シェーダだけが違います。Billboard だとパースがかかっている一方、FixedBillboard はかかっていないのが見て取れると思います。
FixedBillboard 系のシェーダを使う場合、モデルの描画には画面左端が -1.0、右端が 1.0 の座標系が使われます。(上下はアスペクト比により変動)
例えば、付属の quad モデルは左端が -0.5、右端が 0.5 なので、これをそのままの大きさで画面に出すと横幅がちょうど画面の半分の大きさになります。2 倍のスケールにするとちょうど画面を覆う大きさになります。
各インスタンスの情報を GPU 側に格納するのに、ComputeBuffer -> RGBAFloat のテクスチャ -> RGBAHalf のテクスチャ の順で使えるものを試します。
(ただし、Data_transfer_mode を Buffer 以外にすると ComputeBuffer は省略します)
RGBAHalf のテクスチャだと精度が大きく落ちるため、位置が原点から大きく離れると移動がぎこちなくなる、などの制限が生じます。
OpenGL ES 系プラットフォームでは現状ほぼ RGBAHalf のテクスチャしか選択肢がないため、この制限を念頭に置いておく必要があるでしょう。
より技術的な詳細に興味があれば、こちらの記事もご参照ください。
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