[💬] 유니티 쉐이더그래프에서 커스텀노드 추가한 썰

[율냥이(alszmtm)]

한줄요약 : 쉐이더그래프 병신임

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유니티 2018 들어오면서 다들 스크립터블 렌더 파이프라인 기대했을거라 생각함

와! 컬링! 드로잉! 드디어 블랙박스같던 빌트인 렌더 파이프라인을 벗어나는구나! 이제 나의 그래픽스 실력을 뽐낼때가 된거야!

는 꿈이고 소스 까보니까 뭔소린지 하나도 모르겠더라

그래서 걍 ㅎㅎ... LWRP(유니티가 제공하는거. 경량 렌더 파이프라인)을 써보기로 했다

LWRP가 강조하는건 크게 두가지임

1. 모바일/VR 기기에서 짱 빠른 성능

2. 광원 여러개를 싱글패스로 처리해서 드로우콜 최소화

3. 쉐이더그래프로 쉽고 간단하게 쉐이더 만들기

써놓고 보니 셋이지만 아무튼 나는 3번을 써보고 싶었다

지금 하고있는 프로젝트는 메인광원 위주라서 2번이 별 필요가 없었고, 1번은 벤치마크 하기 전까진 모르는거잖아

(쉐이더그래프는 대충 이런 기능임. 노드 연결해서 쉐이더 짜는거)

근데 LWRP 적용한 새 프로젝트를 만들고, 쉐이더그래프를 열어보니까

띠용

Unlit에 광원 받아오는 노드가 없다

이말인즉 램버트나 하프램버트, 툰 쉐이딩, 블린퐁 등등을 내맘대로 설정할 방법이 없다는거임

무조건 명암처리를 하려면 물리기반 렌더링을 하거나, 쉐이더그래프 때려치고 직접 코드 짜란 소리임

띠요용?

근데 좀 찾아보니 유니티 얘네가 좀 모자라서 이걸 안만들어놓긴 했는데, 만들 방법은 마련해놓은거 같더라

C# 스크립트로 커스텀 노드를 추가할 수 있는데, 여기다 string으로 쉐이더 코드를 써놓을 수 있음

그럼 해결책은 간단하다

1. LWRP 소스코드를 뒤져서 메인 광원의 방향과 색상을 받는 방법을 알아냄

2. 그걸로 커스텀 노드를 추가함

1번은 쉬웠다

LWRP/Shaders/LightweightStandardSimpleLighting.shader 를 보면 얘는

LWRP/ShaderLibrary/LightweightPassLitSimple.hlsl 를 포함하는데 걔는

LWRP/ShaderLibrary/Lighting.hlsl 를 포함하고, 거길 잘 뒤져보면 _MainLightPosition와 _MainLightColor를 쓰는걸 알수있음

그럼 그걸 사용해서 커스텀 노드를 짜면

{

    Dirc = _MainLightPosition.xyz;

    Col = float4(_MainLightColor.rgb, 1);

}

이렇게 되는데, 이대로 돌려보니

안된다

????

_MainLightPosition가 존재하지 않는다고 나오는데,

쉐이더그래프에서 Copy Shader를 떠서 텍스트 에디터에서 확인해보면 #include "LWRP/ShaderLibrary/Lighting.hlsl" 가 들어있기 때문에

저게 존재하지 않을리가 없다

암만 짱구를 굴려봐도 저게 안될 이유가 없다

그래서 낸 결론은, 쉐이더코드 생성하기 전에 검증하는 과정을 통과 못하는게 틀림없다는거였다

각 커스텀노드별로 검증을 거치고 통과한 애들만 통합해서 쉐이더를 만드는 걸로 추정된다

그러면 검증을 통과하기 위해 사기를 쳐야 한다. 폭스바겐처럼.

{

#ifdef LIGHTWEIGHT_LIGHTING_INCLUDED

    Dirc = _MainLightPosition.xyz;

    Col = float4(_MainLightColor.rgb, 1);

#else

    Dirc = float3(0,0,0);

    Col = float4(0,0,0,0);

#endif

}

LIGHTWEIGHT_LIGHTING_INCLUDED 플래그는 Lighting.hlsl 맨 윗줄에서 정의된다

따라서 커스텀노드를 이런식으로 짜면, 커스텀노드 검증 과정에선 아랫줄로 들어가고, 생성된 쉐이더에선 윗줄로 들어감

여기까지 해놓고 보니, 메인광원 노드가 있으면 그림자를 받는 기능도 당연히 있어야겠더라

그림자 받는 노드 만드는것까지 해보기로 했다

Lighting.hlsl은 Shadows.hlsl을 포함한다

Shadows.hlsl을 잘 뒤져보면 MainLightRealtimeShadowAttenuation 이라는 함수가 있는데, 얘는 ScreenPosition을 받아서 half를 리턴한다

ScreenPosition 노드는 쉐이더그래프에 이미 있으니까, 매우 간단하다

{

#ifdef LIGHTWEIGHT_LIGHTING_INCLUDED

    Atten = MainLightRealtimeShadowAttenuation(ScreenPos);

#else

    Atten = 1;

#endif

}

는

안된다

????

생성된 코드를 확인해보면 알수 있는데,

Shadows.hlsl에서는 주구장창 #if !defined(_SHADOWS_ENABLED) 이런 조건을 걸고 있다

그런데 생성된 코드엔 _SHADOWS_ENABLED 멀티컴파일 프라그마가 없다

쉐이더그래프는 템플릿 파일을 이용하여 쉐이더코드를 생성한다

lightweightPBRForwardPass.template 에는 #pragma multi_compile _ _SHADOWS_ENABLED 라인이 존재한다

그러나 lightweightUnlitPass.template 에는 그 라인이 존재하지 않는다

multi_compile 옵션이 존재하지 않기 때문에 _SHADOWS_ENABLED 플래그가 켜져도 아무일도 일어나지 않는 것이다

실제로 인스펙터에서 Unlit 쉐이더그래프의 Compiled Code를 확인해보면, Current Graphic device만 체크했을 때 variant 숫자가 4다

fog on/off, instancing on/off가 옵션의 전부인 것이다. 그러니까 2x2=4종류밖에 생성이 안된다

반면에 PBR 쉐이더그래프는 마스터노드 하나만 떨렁 놓고 봐도 몇백종이 생성됨

그럼 어떻게 #pragma multi_compile _ _SHADOWS_ENABLED 를 추가하나?

한참동안 쉐이더코드 생성하는 부분을 뒤져봤는데, 

CodeFunctionNode 클래스의 IGeneratesBodyCode.GenerateNodeCode 를 오버라이드하면 ShaderGenerator의 AddPragmaChunk 함수를 사용할 수 있다

이걸 사용하면

될줄 알았다

안됨. 유니티놈들이 만들다 만 코드라서 아무데서도 호출이 안된다

답은 의외로 간단했는데

아무데나 쓰면 된다

함수 뒤에 쓰면 작동하더라

{

#ifdef LIGHTWEIGHT_LIGHTING_INCLUDED

    Atten = MainLightRealtimeShadowAttenuation(ScreenPos);

#else

    Atten = 1;

#endif

}

#pragma multi_compile _ _SHADOWS_ENABLED

#pragma multi_compile _ _SHADOWS_SOFT

#pragma multi_compile _ _SHADOWS_CASCADE

병신같지만 됨

여기까지 하니까 테스트용 쉐이더그래프는 이런 모양이 됐다

그리고 화면에는 이렇게 나온다

(노란 공이 쉐이더 적용된거)

"존나 별거 아닌데? 이거 만드느라 이렇게 고생했음?"

응 쉐이더그래프 병신이더라...

[kc(39.7)]

LWRP HWRP가 기본이 PBR로 쓰겠다는거아니에여?(질문) SRP에 커스텀모드가있다고한것같은데

[율냥이(alszmtm)]

pbr만 가지고 만들수있는건 굉장히 제한적이에요. (광원정보먼 있으면 흑마술이 가능하긴 하지만요) Lwrp hdrp은 어떤 쉐이더를 사용할거냐에 대한게 아니라, 어떻게 컬링을 하고 어떻게 효율적으로 쉐이더에 데이터를 제공할거냐에 대한거라고 보면 더 맞을겁니다.

[kc(39.7)]

그렇군요 감사합니다

[이이(dasoong15)]

아마 광원쪽 데이터들도 나중에 쉐이더 그래프 안에 추가될 거라고 봅니다. 버텍스 애니메이션 관련 데이터도 들어온지 이제 막 1~2개월쯤 되서... 아직 기본적으로 갖춰야 할 데이터들이 많거든요. 그것들 다 넣고 나면 아마 최종적으로 커스텀 라이팅쪽 데이터도 쉐이더 그래프에 추가될 것 같아요.