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Volumetric Fog の作成

Unity 2018 以降をご利用の場合

Volumetric Fog の追加

まとめ

霧のエフェクトの作成 - Unity 2018

Volumetric Fog は、環境アーティストのキットに含まれる強力なツールです。Volumetric Fog は、埃っぽい町、暗い墓地、壮大な王座の部屋など、空間の感覚を必要とするあらゆるシーンに素晴らしい効果をもたらします。指数関数フォグや線形フォグなど、ほとんどのフォグの実装は、オブジェクトの表面で、その表面が使用するシェーダーによって計算されます。これはせいぜい 1 ピクセルあたり 1 回です。一方、Volumetric fog は、どの面にも依存せず、カメラの前の何もない空間で間隔を置いて計算されます。このチュートリアルでは、Volumetric Fog の作成と調整について学びます。

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VFX Graph を使って雪を作ろう

本チュートリアルは、Unity 2019.4.12f1 LTS -を用いて検証されています https://learn.unity.com/tutorial/creating-volumetric-fog-2019-3

指数関数フォグや線形フォグなど、ほとんどのフォグの実装は、オブジェクトの表面でそのシェーダによって計算されます。これはせいぜい 1 ピクセルあたり 1 回です。一方、Volumetric Fog は、カメラの前の何もない空間の間隔で、どの面についても関係なく計算されます。その結果、フォグは空間を通して光や影とよりリアルに相互作用することができます。この効果は、シーンを引き締めたり、見る人の目を特定の場所に引き付けたりするために使用することができます。例えば、画像 01 では、霧がライトシャフトに視線を集めています。 

指数関数フォグ (Exponential Fog) では、以下のことに注意してください： 


空に霧がかかっていません (霧を実装している面がない)

光が差し込んでいません（指数関数フォグは、表面に依存する性質上、シェーディングを受け入れることができない）。

注意：Unity 2018 以降のバージョンでは、Volumetric Fog は High Definition Render Pipeline（HDRP）でのみ利用可能です。HDRP テンプレートを使用してプロジェクトを作成またはアップグレードするか、Unity 2017 以前のバージョンを使用する必要があります。

画像 01：Volumetric Fog (上) と Exponential Fog (下)

HDRP を有効にして新しいプロジェクトを開始するには、以下の手順に従ってください：


Unity エディターを開き、New Project ボタンをクリックします。

Template ドロップダウンメニューで、 High-Definition RP (Preview) を選択します。

Create Project をクリックします。

既存のプロジェクトをアップグレードするには、まずパッケージマネージャーを使って HDRP をダウンロードする必要があります。


Window ドロップダウンから Package Manager を選択し、Packages ウィンドウを開きます。

リストの中から High Definition RP を見つけて、それを選択します。

パッケージマネージャーからパッケージがインストールされたら、Scriptable Render Pipeline Graphics 設定のフィールドに HDRP アセットを追加する必要があります。


Edit ドロップダウンから Project Settings > Graphics の順に選択します。

HDRenderPipelineAsset を作成するには、Assets ドロップダウンから Create > Rendering > High Definition Render Pipeline Asset の順に選択します。

Graphics Inspector で、HDRenderPipelineAsset を Scriptable Render Pipeline フィールドにドラッグアンドドロップします。

これで、プロジェクトに Volumetric fog を追加する準備が整いました。

シーンに Volumetric Fog を追加するには、グローバル設定ボリュームを追加する必要があります。グローバル設定のボリュームとは、シーン内に存在し、特定のシーン設定をオーバーライドするゲームオブジェクトです。シーンにグローバル設定ボリュームがない場合は、新規にボリュームを追加します。トップバーから GameObject > Volume > Sky and Fog Volume の順に選択します（画像 02）。

これにより、新しいオブジェクトと新しい設定プロファイルが作成され、Volumetric Fog を使用するために設定できるいくつかのデフォルト設定が含まれます。

この新しい設定プロファイルは、デフォルトでは Volumetric Fog を使用するように設定されています。この時点で、明るいオレンジ色のきれいな空に霧が発生しているはずです (画像 03)。

この時点では、Volumetric Fog がレンダリングされていますが、密度はほとんどないため、何も見えません。Volumetric Fog の密度は、グローバルには Volumetric Fog モジュールの Base Fog Distance 値で、ローカルにはシーン全体の密度ボリュームの Fog Distance 値で決定されます。Fog Distance は、霧の中でどれだけ遠くを見ることができるかを表します。デフォルトでは、Base Fog Distance は 100 万メートルに設定されています。その結果、フォグは事実上無視できるほど小さくなります。なお、この値はフォグのレンダリング距離には影響せず、密度にのみ影響します。

大気の密度を定義するには、Volumetric Fog モジュールの Base Fog Distance を変更するか、Density Volume を新規に作成します (画像 04)。とりあえず、グローバル設定はデフォルトのままにしておきます。 

1. GameObject ドロップダウンメニューから Rendering > Density Volume と選択して、新しい空の Density Volume を作成します。

2. フォグの影響を受けさせたい領域全体をカバーするように、ボリュームを移動させ、サイズのプロパティを調整します。

          a. Blend Distance プロパティを使用するためのスペースを確保するために、追加のスペースをカバーするとよいでしょう。

Density Volumes は加算され、互いにオーバーライドされることはありません。したがって、グローバル設定では、シーンに存在する最小限のフォグを反映させる必要があります。値が低いほど（距離が短いほど）、濃い霧になります。50 の値は、濃い霧の適切な開始点です (画像 05)。

Single Scattering Albedo は、色合いと吸収率を決定します。選ぶ色はシーンによって異なります。霧状のもやは、白またはオフホワイトです。濃厚な煙やスモッグはより濃くなります。砂は明るいオレンジ色になります (画像 05)。

フォグの形状やパターンを定義したい場合があります。Density Volume は 32x32x32 の Alpha8 Texture3D を受け取り、タイリングパラメーターを提供します。Inspector の Density Mask Texture セクションにある Texture ソケットをクリックすると、既存の 3D テクスチャを割り当てることができます (画像 06)。

グローバル設定ボリュームの Volumetric Fog モジュールの Anisotropy 設定は、シーン内のフォグで光がどのように散乱するかに影響します。負の値は、光源から跳ね返る光に有利です。負の値では、光源からの光が跳ね返ってきます。正の値は、光源に向かって跳ね返る光になります。ライトシャフトが目的の場合は、Anisotropy の値を -0.25〜0.125 に設定すると最良の結果が得られます。

Global Light Probe Dimmer は、フォグの濃度による光の吸収量をグローバルに制御します。

Max Fog Distance は、Distant Fog を含め、フォグがレンダリングされる最も遠い距離を表します。一般的には、カメラの Far Clipping Plane の距離と同じかそれ以上にする必要があります。

画像 02：新規シーン設定オブジェクトの作成

画像 03：Volumetric Fog を使ったデフォルトの設定

画像 04：デフォルトのボリュームフォグ (Density Volume)

画像 05：Albedo が淡い褐色で、フォグディスタンス値が低いボリュームフォグ (Density Volume) は、砂を生成します。

画像 06：3D Density Mask のテクスチャを割り当てる。

HDRP で Unity に新たに追加された Volumetric Fog は、環境アーティストのキットの中で強力なツールです。埃っぽい街、暗い墓地、壮大な王座の部屋など、空間の感覚を必要とするあらゆるシーンに素晴らしいアクセントを与えます。 

霧のエフェクトの作成 - Unity 2018

1. Volumetric Fog の作成

2. Unity 2018 以降をご利用の場合

3. Volumetric Fog の追加

4. まとめ

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