UE4 Osaka Meetup 2( https://connpass.com/event/43462/ )のLTで喋ったスライドです。 改造したエンジンの動画はこちら: https://www.youtube.com/watch?v=qPFEphXOSsE

1. UE4.14.0(Preview)で
Forward Shadingを触ってみた
正式版！

2. 自己紹介
● Twitter: com04
● ゲームプログラマー
● 趣味UE4歴: 2年ちょい
● お金貰ってニート中（有給消化）
● スライドは後で公開します

3. やってみた
● 4.14でForward Shadingが正式採用されたの
で試してみた
– （というのを書いてたら、Epic Games Japanの岡田さんが
Forward Shading＋VRのスライドを書かれました）
● UE4.14で広がるVRの可能性
http://www.slideshare.net/EpicGamesJapan/ue414vr

4. Forward Shadingの有効化
● 「プロジェクト設定」ウィンドウ
→「エンジン」→「Rendering」
→「Forward Shading」チェックボックスをONに
● 再起動を促されるので、エディターを再起動。

5. 有効になったかチェック
● ビューポートの左上にある項目で
「バッファを可視化」→「概要」にする

6. 有効になったかチェック
● Deferred Shading
Gバッファが確認できる
● Forward Shading
Gバッファが見れない

7. 有効になった！
● これだけ！簡単！

8. で？
● ぼくは何がやりたい？

9. やりたい！
● Forward Shading出来るのなら、セルシェード（セル
ルック）の実装いい感じに出来るんじゃ？

10. その前に
● セルシェード（セルルック）に関しては、
おぎまふさん（ @ogimafu ）が詳しいです。
つよい。いつか倒したい
– 【UE4】セルっぽいルックを頑張ってみる その１（概要）
- 開発日誌
http://ogimafu.blogspot.jp/2015/03/ue4.html
– 【第3回UE4札幌Meetup!!!】 UE4で実装するセル表現
http://www.slideshare.net/TomohiroOgiwara/ue4meet
up-63696087

11. マテリアル出力追加したい
● マテリアル出力のパラメーターを追加してシェーディン
グ時に使用したい場合、
– Deferred ShadingだとGバッファを拡張してシェー
ディング情報を保存する枠を確保しないといけない
– Forward ShadingだとGバッファが無く、すぐに
シェーディングされるのでそのままの流れで使え
る！Gバッファ追加しなくていい！

12. そもそものレンダリングフロー
● Deferred Shading
– メッシュの描画命令→
Gバッファにシェーディングに必要な情報をレンダリングして保存
→
（ほぼ）全部のメッシュの描画命令が出た後にGバッファの情報を
使用してスクリーンベースでシェーディング（陰影付）
● Forward Shading
– メッシュの描画命令→
そのままシェーディング
詳しく喋ると１晩かかるのでググって！

13. やってみた！
● マテリアルのBPで影の色を指定出来るように！

14. やった事
● マテリアルの出力を拡張。セルシェード用のパラメー
ターを追加。
– マテリアル単位で影色の指定出来るように。
● セルシェード用のパラメーターを、シェーダーの
シェーディング計算部分に流すように←ココ！
● シェーダーをいい感じに弄る

15. エンジン改造
● UE 4.14.0のエンジンのソースコード落としてきて環境を
整える
– [UE4] エンジンのソースコード取得とビルド手順のまとめ
UE4.6改訂版 – historia
http://historia.co.jp/archives/1327
– エンジン改造 - UE4 Document@com04
http://com04.sakura.ne.jp/unreal/wiki/index.php?
%A5%A8%A5%F3%A5%B8%A5%F3%B2%FE
%C2%A4

16. 事前情報：エンジンコードでのフラグ
● ソースコードでForward ShadingがONかどうか取得
● シェーダーコードでForward Shading時のdefine
● シェーダーコードで、Forward Shadingの時、Gバッ
ファがdisableになってる
static IConsoleVariable* CVarForwardShading =
IConsoleManager::Get().FindConsoleVariable(TEXT("r.ForwardShading"));
const bool bForwardShading =
CVarForwardShading ? (CVarForwardShading->GetInt() != 0) : false;
#define FORWARD_SHADING
#define USES_GBUFFER // これがdisableになってる

17. 事前情報：シェーダーの流れ
● Forward Shading時のシェーダーの流れ
● FPixelShaderInOut_MainPS（BasePassPixelShader.usf）
– GetForwardDirectLighting（ForwardLightingCommon.usf）
● GetDynamicLighting（DeferredLightingCommon.usf）
– SurfaceShading（ShadingModels.usf）
● シェーダーコードは”UnrealEngine/Engine/Shaders”あたり
● ライティング計算はDeferredと同じ物を使ってる。

18. マテリアル出力に追加～シェーダーで取得
● マテリアル出力に追加～シェーダー内でその値取得まで
● この場で喋ってたら眠くなりそうなので纏めておいた
– UE4でマテリアル出力にピンを追加（UE4.14.0）
http://qiita.com/com04/items/6dc75c647ce97ba72ba4
● 変更箇所多いけど無心で書き加えていくだけ。

19. シェーダー内での受け渡し枠
● Engine/Shaders/DeferredShadingCommon.usf
– シェーダー内のパラメーター渡し用にFGBufferDataに変数追加
– 初期化しないとエラーが出るので、DecodeGBufferDataに追加
して対処。
// 583行目辺り
#if FORWARD_SHADING
GBuffer.ShadowColor = float3(0,0,0);
#endif
// 350行目辺り
float StoredSpecular;
#if FORWARD_SHADING // ここから
float3 ShadowColor;
#endif // ここまで

20. シェーダー内での受け渡し
● Engine/Shaders/BasePassPixelShader.usf
– FGBufferData::ShadowColorに、マテリアルから渡されて
きたパラメーターを突っ込む
// 671行目辺り
GBuffer.Depth = MaterialParameters.ScreenPosition.w;
#if FORWARD_SHADING // ここから
GBuffer.ShadowColor = GetMaterialShadowColor(PixelMaterialInputs);
#endif // ここまで

21. 影色の適用
● 色計算部分。LightAccumulator_Add関数を丸々コピー＆ペー
ストでLightAccumulator_AddMeetupを作成。
（LightAccumulator.usf）
– 引数にShadowColorを追加
– カラー計算をShadowColorとTotalLightで補間するように
void LightAccumulator_AddMeetup(inout FLightAccumulator In,
float3 TotalLight, float3 ShadowColor, float3 ScatterableLight,
float3 CommonMultiplier,
const bool bNeedsSeparateSubsurfaceLightAccumulation)
// In.TotalLight += TotalLight * CommonMultiplier;
In.TotalLight += lerp(ShadowColor, TotalLight, CommonMultiplier);

22. 影色の適用
● 呼び出し元を差し替える
GetDynamicLighting（DeferredLightingCommon.usf）
// accumulate surface
{
float3 SurfaceLighting =
SurfaceShading(GBuffer, LobeRoughness, LobeEnergy, L, V, N, Random);
#if FORWARD_SHADING
float light = ((NoL * SurfaceAttenuation) > 0.5f) ? 1.0f : 0.0f; // とりあえず２値化
LightAccumulator_AddMeetup(LightAccumulator, SurfaceLighting,
GBuffer.ShadowColor*(1.0/PI), (1.0/PI), light,
bNeedsSeparateSubsurfaceLightAccumulation);
#else
LightAccumulator_Add(LightAccumulator, SurfaceLighting,
(1.0/PI), LightColor * (NoL * SurfaceAttenuation),
bNeedsSeparateSubsurfaceLightAccumulation);
#endif
}

23. Indirect Lightを消す
● エディター上のPostProcessのSettings
– 「Global Illumination」-「Indirect
Lighting Intensity」を0.0に
● Indirectが有効だと周囲の色味でシェーディングされるのでセ
ルルックっぽくなくなる。左が有効、右が無効。

24. できた！
● これだけ！
● Gバッファーとか何にも弄らなくていい！
● 多分ぼくが見たセルシェードの中で一番扱いやすいかも。
● 今回弄ってないけど、やるべき項目
– スペキュラも段階付けるとかしないと。
● EngineShadersShadingModels.usf
– StandardShading辺りのハズ…
– ドロップシャドウ周り
● 頑張ればライティング値からテクスチャルックアップの陰影
付も出来るかも。

25. 以上です！
● セルルックとか特殊なシェーディング楽しいよ！
● エンジン改造楽しいよ！（沼