Shader Model 3で草を生やす
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Unity の Terrain に Shader Model 3.0 でみっちり草を生やすための 最適化の流れ
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Shader Model 3で草を生やす
- 2. 自己紹介 ? 土井英範 ? 株式会社 Aiming ? リードソフトウェアエンジニア/ マネージャ ? 二児の父 ? クラサバを行ったり来たり
- 3. インディーゲーム作ろ う ? インディーゲームらしさ ? 簡単な作業?計算で豊富なリソース ? あっ…プロシージャル ? (紆余曲折) ? 草
- 5. ゴール ? Unity 標準の Terrain の起伏に沿って生やす ? 5Km四方の平面に草をみっちり生やす ? 50m四方あたり 6000 本 = 6000万本生やす ? 草一本あたり3頂点 → 1億8000万頂点 ? iPhone7 で 30 fps を安定して生やす
- 6. できないこと ? target 4.0 以降であれば、ジオメトリシェーダに よる頂点の生成ができる ? Metal は taget 3.5 が限界 #pragma target 4.0 DX11 shader model 4.0. Not supported on DX9, DX11 9.x (WinPhone), OpenGL ES 2.0/3.0/3.1, Metal. Supported on DX11+, OpenGL 3.2+, OpenGL ES 3.1+AEP, Vulkan, PS4/XB1 consoles. Has geometry shaders and everything that es3.0 target has.
- 7. 草の配置ルール ? ハルトン数列 ? コンピュータと親和性が高い 擬似乱数生成アルゴリズム ? 均等なばらつきを得られる ? 図は擬似乱数とハルトン数列 の比較 wikipediaより
- 8. そのまま実装 var mesh = new Mesh(); mesh.vertices = …; mesh.triangles = …;
- 10. Mesh.vertices is too large. A mesh may not have more than 65000 vertices.
- 11. メッシュ分割 ? ThatGameCompanyのフォー ラムにてグリッドに関するヒ ントがあった ? 平面をグリッドに分ける ? 頂点数がそこそこのメッシュ をグリッドに配置することに ? ハルトン数列は均等なので グリッドの継ぎ目も気になら ない
- 12. Terrain 全面に生やす
- 13. 一桁 FPS
- 14. 計算量 ? 6000本の草を 50m四方のグリッド毎に 5km 四 方の平面全面に生やす ? 6000 x 100 x 100 = 6000万ループ ? 各ループにて Terrain の高さ、法線を取得 ? 10,000 個の GameObject
- 15. ボトルネック ? 10,000 個の GameObject があるだけで Unity は 重たくなる ? ポリゴン数がどうのこうの以前の問題
- 16. 生成範囲を絞る ? カメラを中心に1.5km四方のグ リッドのみゲームオブジェク ト(Mesh + MeshRenderer)を 生成
- 17. 計算量 ? 50m四方のグリッドで1.5km 四方の平面を埋め る ? 30 x 30 = 900 GameObject ? 900 * 6000 = 540万 Tris
- 19. 10 FPS
- 20. ベンチマーク ? iPhone7 は 2000万Tris/秒 くらいまでは余裕で表示できる ? 1フレームあたり 2000万/30fps ≒ 60万 Tris まで最適化しな ければまともに動かない ? 現在 540万 Tris ? フラスタムカリングによって 1/3 まで描画は抑えられると しても、180万 Tris ? 1/3倍くらいまでポリゴンを減らさないといけない
- 21. 1/3 に密度を減らす
- 22. スッカスカ
- 23. LOD ? LODでごまかす ? カメラに近いグリッドは高い密度のメッシュ ? カメラから遠いグリッドは低い密度のメッシュ ? LOD Group を使う
- 24. 一桁 FPS(退化)
- 25. 計算量 ? LOD レベルを4段階とすると 1Grid あたり ? 6000 + 3000 + 1500 + 750 = 11,250 Tris ? ゲームオブジェクトは LOD Group + Mesh x4 で 5倍 ? 900 x 5 = 4,500 GameObject ? GameObject が多すぎる 生成コストが倍になっている ? 一般的な最適化手法が通用せず脳内に草生える wwww
- 26. 自作LOD ? 複数メッシュの切り替えではなくて、合成 ? GameObject は増やさない ? 頂点生成時のカクツキを抑える
- 27. メッシュ分割 + 合成 ? ハルトン数列の index 範囲毎にメッシュを分割 ? Mesh1 HaltonSequence(i = 0…1000) ? Mesh2 HaltonSequence(i = 1000…2000) ? … ? メッシュを合成して表示 (一般的なLOD level とは逆) ? LOD lv1 Mesh1 ? LOD lv2 Mesh1 + Mesh2 ? …
- 28. 合成メッシュ描画 ? GameObject 一つに対して 複数の Mesh ? MeshRenderer は複数 Mesh 描画できない ? Graphics.DrawMesh を直接複数回呼ぶ
- 29. 頂点生成のスレッド化 ? 各分割Meshは必要とされるまで生成されない ? 近づくにつれて Mesh を生成して足していく ? 各分割Meshの生成をスレッド化 ? 頂点生成時 Terrain の高さ?法線データ読み取り 、頂点配列の生成といった CPU 側処理が多いた め効果が高かった
- 30. 30FPS
- 31. LOD の切替わり まるわかり
- 32. 欲がでる ? LOD 切り替わりがバレるのはよくあること ? AAAタイトルでもバレバレ ? 一応 Flowery もう一度プレイしてみるかー
- 34. シームレスLOD ? Terrain → 地面が必ず存在する ? 遮蔽された地面より下でメッシュを生成 ? 距離に応じで高さを上げて徐々に密度が上がる ようにする
- 35. ご清聴 ありがとうございました
- 37. DEMO