동기
- 유나이트 서울 2020의 위 세션을 보고, 쉐이더그래프만을 이용해 비슷하게 만들어 봐야겠다고 생각했다.
목표
- URP 쉐이더그래프 중 Unlit 그래프를 이용해 직접 Stylized Lit 쉐이더 만들기
1. 서브그래프 준비
- 영상에서 보면, SmoothStep과 비슷한 연산을 더 저렴하게 할 수 있게 해주는 LinearStep을 다룬다.
- LinearStep을 함수화하여 자주 사용하는 코드가 나오기에, 서브그래프로 만들어주었다.
- 그런데 실제로 이 세션의 코드를 보면 LinearStep 내에 threshold, smooth 값들을 동일한 형태로 사용하는 코드가 반복된다.
- 따라서 이것을 Smoother라고 명명하고 통째로 서브그래프로 만들어주었다.
- 그런데 smooth 값이 만약 0이 된다면 LinearStep의 (in-min)/(max-min)에서 (max-min)이 0이 되므로 zero division 문제가 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 smooth에 아주 작은 값을 더해주었다.
2. Diffuse
- https://rito15.github.io/posts/unlit-custom-lit-shadergraph/
- 위 링크에서 만들었던 디퓨즈를 이용하되, Half Lambert를 적용한다.
- Attenuation은 이후에 쓰임새가 더 있으므로 지금 적용하지 않고, 따로 분리해둔다.
3. Color
- 쉐이더 프로퍼티에 3가지 색상과 그림자 색상을 만든다.
- 3가지 색상에 적용할 Threshold, Smooth도 각각 만든다.
- 위에서 만든 서브그래프 Smoother, 그리고 Lerp를 이용해 총 네 가지 색상을 아래처럼 섞어준다.
- 각 Smoother 노드의 In 파라미터는 Diffuse의 결괏값을 넣어준다.
- 이제 메인 텍스쳐의 색상에 곱해주고, 추가로 Color Intensity 프로퍼티를 만들고 곱하여 간단히 전체 색상의 강도를 조절할 수 있도록 한다.
4. Specular
- 우선 블린 퐁 스페큘러를 Smoother에 적용한 서브그래프를 준비한다.
- offset 프로퍼티는 Vector3 타입으로, 스페큘러의 위치를 조정하기 위한 용도이다.
- 스페큘러 역시 Threshold와 Smooth 프로퍼티를 만들어 적용하며, 색상을 지정할 수 있도록 Color 프로퍼티도 추가하여 곱해준다.
5. Rim Light
- 림라이트 서브그래프는 간단히 Fresnel 노드에 Smoother를 적용시키는 정도로 만들어주고 림라이트는 색상을 지정해서 사용하는 경우가 많았기 때문에 서브그래프 내에 색상 파라미터도 추가해주었다.
- 마찬가지로 Threshold, Smooth, Color 프로퍼티를 추가하여 적용해준다.
6. Specular, Rim Light 적용
- 색상의 결괏값에 더해준다.
7. Reflection
- 반사율을 조정하기 위한 Reflection(Vector1) 프로퍼티를 만들고, 반사 영역을 지정하기 위한 Reflection Map 텍스쳐 프로퍼티도 추가한다.
- Reflection Probe 노드를 이용해 간단히 반사를 추가할 수 있다.
- 6번의 결과에 Lerp를 이용하여 반사를 적용시켜준다.
8. Shadow
- Shadow Cascade, Soft Shadow를 적용하기 위해 키워드를 추가한다.
- 그림자 적용 여부를 위한 Receive Shadow(Boolean) 프로퍼티를 추가한다.
-
기존에는 없는 기능이지만, 그림자 반응 민감도를 조정하기 위해 Shadow sensitivity(Vector1) 프로퍼티도 추가했다.
- 그림자가 생겼을 때는 스페큘러가 맺히지 않도록 하기 위해 스페큘러를 아래와 같이 수정한다.
- Reflection까지 적용한 결과에 그림자 조정 옵션을 적용하기 위해 아래처럼 추가하고 그래프를 완성한다.
9. 완성된 그래프
Captures - Sphere
[1] PBR과의 비교
- 색상을 그라데이션으로 자유롭게 적용하고, 스페큘러와 림라이트의 커스텀도 가능하기 때문에 당연히 더 예쁘다.
[2] 다양한 그라데이션, NPR 효과
- 앞은 여러 색상을 혼합하였으며, 뒤는 각각의 Smooth값을 0으로 낮추어 셀 쉐이딩 같은 효과를 내주었다.
Captures - Model(Robot Kyle)
[1] PBR
[2] Stylized Lit
- 네 번째 로봇은 모든 smooth 값을 0으로 낮추어 NPR 효과를 주었다.
[3] Stylized Lit - 응용
- 다른 톤의 색상을 혼합하여 변화를 주었다.
Captures - Shadow
- Shadow Sensitivity가 0.2일 때 그림자가 드리우는 모습
- 빛이 가려져 있을 때 Shadow Sensitivity를 0.0 ~ 1.0으로 조정하는 모습
Future Works
- 각종 맵 텍스쳐 적용
- 참고 세션처럼 PBR 쉐이더를 수정한 것이 아니라 Unlit 쉐이더에서 직접 만든 것인 만큼 노멀, 메탈릭, 오클루전 등 각종 텍스쳐들은 필요한 경우 추가해야 한다.
- 브러시 텍스쳐
- 세션에서는 브러시 텍스쳐를 추가했지만, 여기서는 일단 공통적인 효과들만 적용하기 위해 브러시 텍스쳐는 추가하지 않았다.