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シェーダーパラメーター

シェーダーは入力をユニフォームから読み取ります。その多くはエンジン自身が設定します。たとえば、組み込みシェーダーユニフォームで説明しているカメラ行列がそうです。また、StandardMaterial は自身のプロパティのユニフォームを設定します。アプリケーションもユニフォームの値を設定でき、設定できる場所は次の 3 か所です。

  • マテリアル: そのマテリアルで描画するすべてのメッシュインスタンスに適用されます。
  • メッシュインスタンス: そのメッシュインスタンスの描画にのみ適用されます。
  • グローバル: グラフィックスデバイスのスコープに設定し、独自の値を設定していないすべての描画に適用されます。

各描画では、メッシュインスタンスに設定された値がそのマテリアルに設定された値より優先され、マテリアルの値はグローバルな値より優先されます。

値には、数値、ベクトルや行列を表す数値の配列、テクスチャを使用できます。配列の内容を変更する場合は、配列を再度設定してください。配列をその場で変更しても、反映されるとは限りません。

ユニフォームの宣言​

ユニフォームは通常どおりシェーダーで宣言します。たとえば、tint カラーを読み取るフラグメントシェーダーは次のようになります。

uniform vec3 tint;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(tint, 1.0);
}

マテリアルパラメーター​

Material.setParameter() は、そのマテリアルで描画するすべてのメッシュインスタンスに値を設定し、Material.deleteParameter() はその値を削除します。ShaderMaterial やカスタムシェーダーチャンクのユニフォームは、この方法で指定します。

material.setParameter('tint', [1, 0.5, 0]);

StandardMaterial は、diffuse、emissive、gloss などの自身のプロパティのユニフォームを自分で提供します。代わりにこれらのプロパティを設定し、update() を呼び出してください。material_diffuse など、これらのプロパティのユニフォーム名で setParameter() を呼び出しても効果はなく、デバッグビルドでは警告が表示されます。

マテリアルパラメーターは、そのマテリアルの描画の後にリセットされません。同じ名前のパラメーターを持たないマテリアルを使う後続の描画は、最後にその値を設定したマテリアルの値を読み取ります。

メッシュインスタンスパラメーター​

MeshInstance.setParameter() は 1 つのメッシュインスタンスの描画に対して値をオーバーライドし、MeshInstance.deleteParameter() はそのオーバーライドを削除します。同じマテリアルを使う他のメッシュインスタンスには影響しません。

const meshInstance = entity.render.meshInstances[0];
meshInstance.setParameter('tint', [0, 1, 0]);

メッシュインスタンスは、StandardMaterial のプロパティの値やテクスチャも、それぞれのユニフォーム名を使ってオーバーライドできます。設定する値はシェーダーが受け取る値そのものなので、カラーはリニア空間で指定します。一方、diffuse プロパティ自体は sRGB のカラーを受け取ります。

meshInstance.setParameter('material_diffuse', new Float32Array([0.8, 0.1, 0.1]));
警告

マテリアルの値やテクスチャをメッシュインスタンスごとにオーバーライドするのは、低コストな方法ではありません。そのメッシュインスタンスはマテリアルのユニフォームデータの独自のコピーを持ちます。このコピーは追加の GPU メモリを使用し、マテリアルまたはオーバーライドが変更されるたびに再アップロードされ、そのメッシュインスタンスの描画ごとにバインドされます。多くのメッシュインスタンスでこれらの値が異なる場合は、別々のマテリアルを使うか、インスタンスごとのデータを持つハードウェアインスタンシングを検討してください。

グローバルパラメーター​

値は、グラフィックスデバイスのスコープにグローバルに設定することもできます。マテリアルもメッシュインスタンスも独自の値を設定していない描画はすべて、この値を使用します。

app.graphicsDevice.scope.resolve('tint').setValue([1, 0, 0]);

グローバルな値をオーバーライドしたメッシュインスタンスは、その描画でのみ自身の値を使用し、後続の描画は再びグローバルな値を読み取ります。

マテリアルパラメーターはそのマテリアルの描画の後にリセットされないため、グローバルなデフォルトとして使う名前を、一部のマテリアルだけにパラメーターとして設定しないでください。他のマテリアルの描画は、グローバルな値ではなく、それらのマテリアルのうち最後に値を設定したものの値を読み取ってしまいます。

レンダラーが設定する値​

レンダラーは、一部のユニフォームをレンダーパスごとに 1 回、自身で設定します。組み込みシェーダーユニフォームに記載されているカメラの値や、ライトとフォグの値がこれにあたります。これらの名前に対してマテリアル、メッシュインスタンス、またはグローバルに設定した値は効果がありません。

WebGPU では、レンダラーがパスごとに StandardMaterial に提供するテクスチャ、たとえば環境アトラス、シーンのカラーマップと深度マップ、クラスタードライティングのシャドウアトラスとクッキーアトラスにも同じことが当てはまります。これらはマテリアルごとやメッシュインスタンスごとに置き換えることはできず、デバッグビルドでは警告が表示されます。