Particle2 炎

前回パーティクルの仕組みを作ったので今回はその続き

前回からの課題は、パーティクルを追加とともにシェーダ作成も行っていたので、当たり前なんだけどシェーダ作成は切り離すことにした。

パーティクルシェーダ登録

これまでのシェーダは基本的には固定で、決められたデータを追加するとそれに応じて描画されていた。

パーティクル用のシェーダはそれぞれがカスタムシェーダで、パーティクルの種類毎にシェーダが増えていくことになる。

システムから渡される固定のリソースは、カメラ、パーティクルオブジェクトのWorldマトリックス、時間。

これに加えて前回は入れてなかったカラー、ID、インデックスも追加した。

オプションでサンプラ、テクスチャ、ピクセルシェーダソースを指定できるようにした。

炎のエフェクト

パーティクルの仕組みが出来たので、なにか作ってみようと思う。

定番の炎にチャレンジする。

よく見るのが、ノイズのテクスチャを用意してUVスクロールさせるというもの。

まず、セルラーノイズを動的に作成してテクスチャとして登録する。

パーティクルは適当に散らばせて、上昇させる。

表面にノイズテクスチャを貼り付けるとこんな感じ。

シェーダ

Out.Col = Tex.Sample( Sampler, ( In.UV * 0.5f )) ;

テクスチャを貼り付けただけ

全部同じ見た目になってるので、ランダムにテクスチャの表示位置をずらして、タイマーでUVスクロールをする。

distanceを使って、円形にくり抜く。

シェーダ

float d = 1 - distance( float2( 0.5, 0.5 ), In.UV ) ;
float2 r = rand( In.ID * 0.0001 ) ;
Out.Col = Tex.Sample( Sampler, ( In.UV * 0.5f ) + r + float2( 0.0f, Param.Time*0.3 )) ;
Out.Col.a *= step( 0.5, d ) * d ;

丸くなった

登録時に色をランダムに設定する。（赤は192～255、緑は96～159、青は64～95）

また、更新タイミングで全体を減らしていく。

アルファは時間により255～0にする。

Emissiveにも同じように書き込む。

シェーダ

float d = 1 - distance( float2( 0.5, 0.5 ), In.UV ) ;
float2 r = rand( In.ID * 0.0001 ) ;
float c = Tex.Sample( Sampler, In.UV * 0.5f + r + float2( 0.0f, Param.Time*0.3 )).r ;
Out.Col = In.Col * step( 0.5, c ) * c ;
Out.Col.a *= step( 0.5, d ) * d ;
Out.Emissive = Out.Col ;

それっぽくなった

ランダムのパラメータにIDを指定しているが、これをインデックスにすることにより、別のオブジェクトが消えたときにインデックスがずれて、テクスチャの表示する場所がワープすることにより、メラメラ感が増す。

シェーダ

float d = 1 - distance( float2( 0.5, 0.5 ), In.UV ) ;
float2 r = rand( In.Idx * 0.0001 ) ;
float c = Tex.Sample( Sampler, In.UV * 0.5f + r + float2( 0.0f, Param.Time*0.3 )).r ;
Out.Col = In.Col * step( 0.5, c ) * c ;
Out.Col.a *= step( 0.5, d ) * d ;
Out.Emissive = Out.Col ;

メラメラ増し

パフォーマンス

調子に乗って連打しまくっていると、FPSがどんどん落ちて３０台まで落ちた。

５０００パーティクルぐらいでこれだと、先が辛そう。

１パーティクルに１スレッドをその場で生成してそれぞれ更新処理を任せてみたけど、１スレッドだけで処理したほうが速かった。

パーティクル専用スレッドを１つ用意して、処理対象を２つに分けてメインスレッドと分担するようにしてみたら、多少マシになった。

試しにリリースビルドでやってみたら６０FPSから落ちることもなく、シングルスレッドでも６０FPS維持してた。速くなることは確認できてるので、パーティクル専用スレッドはそのまま採用することにする。

まとめ

初めてエフェクト作ってみたけど、意外とすごいのが出来た。

エフェクトは１つだけでなく、複数のエフェクトを重ねて１つのエフェクトを作ってるみたいで、例えば今回の炎にしても、別途煙を炎の消えたあたりからモクモク出すといいらしい。