本日はUnity調査枠です。

先日GitHub上で公開されているリポジトリから直接Unityパッケージとして機能をインポートする方法を記述しました。

この際にリポジトリのルートが直接パッケージとして読み込める形になっていない場合として任意のパスのフォルダを指定しする方法を紹介しました。

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今回はフォルダではなく任意のブランチを指定する方法を紹介します。

〇任意のブランチをUnityパッケージとして導入する。

GitHubでは複数のブランチでプロジェクトが管理されていることがあります。

例えばMicrosoft MixedRealityToolkit GraphicsToolsではmainブランチのほかにpublic/0.4xなどいろいろなブランチが存在しています。

通常何も指定しない場合先日の方法ではdefalutのブランチ（MRGTではmainブランチ)が指定されます。

今回はここを任意のブランチに変更して使用していきます。

今回はpublic/0.4.xのブランチを使用していきます。

package.jsonに次の一行を追加します。

    "com.microsoft.mrtk.graphicstools.unity": "https://github.com/microsoft/MixedReality-GraphicsTools-Unity.git?path=/com.microsoft.mrtk.graphicstools.unity#public/0.4.x",

前回の階層を指定する方法は?path=/(フォルダ名)でしたが今回のブランチを指定する方法は末尾に#(ブランチ名)をつけることで可能になります。

この方法でブランチを選択してインポートできるようになりました。

本日はUnity調査枠です。

今回はGithubのリポジトリから直接パッケージとしてUnityのプロジェクトに導入していきます。

〇環境

・Unity2021.3.5f1

・GitHub

〇経緯と前提

UnityのパッケージではUnity公式非公式問わずに様々なパッケージを入手、使用することができますが、例えばGitHubでオープンソースで開発されているプロジェクトでリリースとして提供されているバージョンではなく、GitHubの最新のリポジトリをパッケージとして導入したいという場合もあります。

筆者の場合Microsoft MixedRealityGraphicsToolsの開発に参加しているということもありリリース版ではなく最新のGitHubリポジトリの機能を使用したい場合があります。

　そういった場合UnityではGitHubのリポジトリ自体からPackageとしてインポートすることができます。

　この方法が可能な条件としてpackage.jsonが存在しUnityパッケージとして機能する必要があります。

①UnityプロジェクトのエクスプローラーからPackages/manifest.jesonを開きます。

②dependenciesに次の一文を追加します。

 "dependencies": {
    "com.microsoft.mrtk.graphicstools.unity": "https://github.com/microsoft/MixedReality-GraphicsTools-Unity.git",

この名前はMixedReality-GraphicsToolsのpackage.jsonのnameがそれに該当します。

github.com

{
  "name": "com.microsoft.mrtk.graphicstools.unity",
  "version": "0.4.14",
  "displayName": "MRTK Graphics Tools",
  "description": "Graphics tools and components for developing Mixed Reality applications in Unity.",
  "msftFeatureCategory": "MRTK3",
  "unity": "2020.3",
  "author": "Microsoft",
  "license": "MIT",
  "repository": {
    "type": "git",
    "url": "https://github.com/microsoft/MixedReality-GraphicsTools-Unity"
  },
  "bugs": {
    "url": "https://github.com/microsoft/MixedReality-GraphicsTools-Unity/issues"
  },

urlはリポジトリをクローンする際のHTTPSを指定します。

③URLの末尾に次の行を追加します。

?path=/com.microsoft.mrtk.graphicstools.unity

これはpackage.jsonがリポジトリの直下に存在する場合は必要ないですが、今回のMRGTの場合リポジトリのcom.microsoft.mrtk.graphicstools.unityフォルダにpackage.jsonがあり、一つ下の階層を指定する必要があります。

これを行うためにはHTTPS?path=/(フォルダ名)を使用します。

これによってUnityのプロジェクトを開いた際にパッケージが導入されます。

以上でGitHubリポジトリからUnityパッケージとしてインポートできました。

本日はMRGT調査枠です。

前回に引き続きMixedRealityGraphicsTools StandardShader全機能を解説していきます。

前回はCullModeの実装を見ていきました。

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本日はAlbedoの処理を追っていきます。

〇Albedo

Albedoは最も基本的な設定になります。

ここではテクスチャと色を指定することができます。

プロパティ上は冒頭に記載されている_Colorと_MainTexで定義されています。

Shader "Graphics Tools/Standard"
{
    Properties
    {
        // Main maps.
        _Color("Color", Color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
        _MainTex("Albedo", 2D) = "white" {}

また実装ではPixelShaderの最初期に処理が行われています。

MRGTShaderのPixelShaderでは最初にテクスチャ関係の処理が行われています。

half4 PixelStage(Varyings input, bool facing : SV_IsFrontFace) : SV_Target
{
　　・・・
#if defined(_TRIPLANAR_MAPPING)
    // Calculate triplanar uvs and apply texture scale and offset values like TRANSFORM_TEX.
    half3 triplanarBlend = pow(abs(input.triplanarNormal), _TriplanarMappingBlendSharpness);
    triplanarBlend /= dot(triplanarBlend, half3(1.0h, 1.0h, 1.0h));
    float2 uvX = input.triplanarPosition.zy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
    float2 uvY = input.triplanarPosition.xz * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
    float2 uvZ = input.triplanarPosition.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
　　・・・
#endif
// Texturing.
#if defined(_DISABLE_ALBEDO_MAP)
    half4 albedo = half4(1.0h, 1.0h, 1.0h, 1.0h);
#else
#if defined(_TRIPLANAR_MAPPING)
#if defined(_URP)
    half4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uvX) * triplanarBlend.x +
                   SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uvY) * triplanarBlend.y +
                   SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uvZ) * triplanarBlend.z;
#else
    half4 albedo = tex2D(_MainTex, uvX) * triplanarBlend.x +
                   tex2D(_MainTex, uvY) * triplanarBlend.y +
                   tex2D(_MainTex, uvZ) * triplanarBlend.z;
#endif
#else
　　　・・・
#if defined(_URP)
    half4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv);
#else
    half4 albedo = tex2D(_MainTex, input.uv);
#endif
#endif
#endif
#endif

ここでは機能ごとに分かれていますが基本的な処理は次のようになります。

#if defined(_URP)
    half4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv);
#else
    half4 albedo = tex2D(_MainTex, input.uv);
#endif

URPの場合とビルドインの場合で処理が分岐していますが、どちらもサンプリングを行っているだけです。

これらのサンプラーはGraphicsToolsStandardInputで定義されています。

#if defined(_URP)
TEXTURE2D(_MainTex);
SAMPLER(sampler_MainTex);
#endif
#else
sampler2D _MainTex;

URPではSAMPLERが使用できるため最適化されています。

half4 albedoは最終出力へ出力されております。

本日は以上です。

このあたりは基礎的なものですね。

本日はBlenderモデリング枠です。

今回はBlenderでNゴンを表示する方法を紹介します。

〇Nゴンとは？

Nゴンとはメッシュの形状を指す言葉です。

3DCGは様々な拡張子があり、様々な表現が行われていますが、共通して頂点と３つの頂点をもとに構成される面であるメッシュで構成されています。

この三角形のメッシュをポリゴンと呼びます。

しかしBlenderでは３つ以上の頂点をもとにメッシュを作成することができます。

上記の例では32個の頂点で一つのメッシュが形成されています。

このように３つ以上の頂点で構成されるメッシュのことをNゴンと呼んでいます。

　Blenderだけで使用する場合はまだよいのですが、NゴンはBlenderからエクスポートされた場合自動でポリゴンへ変換されます。

　この際にメッシュが破断してしまうことがあります。また一部のアドオンなどではメッシュ形状に依存しているものがあり、Nゴンは許容するかNゴンを作らないように作成するかはモデラーが後先のことを考えて作成する必要があります。

〇Nゴンを検出する

今回はアドオンの関係でNゴンが許容できず修正する必要がありました。

具体的にはHairToolで髪を作成する際に４つの頂点で構成されるメッシュである必要がありました。

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HairToolを使用するためにはメッシュを四角形にする必要があります。

これは三角面を四角面にを選択して半自動的にメッシュを修正します。

ですが単純に行っては一部に三角形やNゴンが生じます。

この先は手動で修正する必要がありますがここからNゴンの検出を行います。

ここからは特徴で全選択から面の辺数を選択します。

メニューから頂点数を今回発見したいNゴンの数にします。

ここで表示されている面が今回では四角形以外のメッシュになります。

５角形のNゴンを検出したい場合は頂点数を5に設定します。

以上でNゴンを検出できました。

本日はグラフィック調査枠です。

〇RenderDocとは？

RenderDocはオープンソースで開発、提供されている、GPU上で実行されている処理を見ることができるソフトウェアになります。

〇RenderDocを使用してUnityアプリのデバッグを行う。

今回はOculusLinkで接続したPCVR用のアプリケーションのデバッグを行います。

今回はもともとMetaQuest単体で動かすために開発していたソフトウェアを急遽PCVRでアプリケーションを実行したところ、一部のオブジェクトが描画されないという問題が発生しました。

　今回はなぜ描画がされていないのかデバッグを行いました。

　UnityではEditor自体がRenderDocによるデバッグをサポートしているためRenderDocがインストールされているＰＣ環境ではGameウィンドウ、もしくはSceneウィンドウからキャプチャを行うことができました。

　Unityで開発したアプリケーションにはその機能はないため、RenderDoc経由でアプリケーションを起動する必要があります。

〇環境

・Windows 11

・PCVR（Desktop）向けにビルドしたUnityアプリケーション

・RenderDoc

〇手順

①RenderDocを起動します。

前述のとおりデバッグを行うアプリケーションはRenderDoc経由で起動する必要があります。

②Launch Applicationタブを開きます。

③Executable Pathの右側アイコンを選択します。

④起動したいUnityアプリのexeファイルを選択します。

⑤Pathが入ったことを確認してLaunchを選択します。

以上でアプリが起動します。

RenderDoc経由で起動した場合左上部にデバッグログが表示されるようになっています。

キャプチャをとるためにはF12キーを選択します。

〇ピクセル単位のデバッグ

今回はあるピクセルにおいてどのような処理が実行されているのかを調べます。

Texture Viewerで任意のピクセルを右クリックします。

これによってPixel Contextにピクセル単位の表示が行われます。

Pixel Context下部のHistoryを選択することでそのピクセルで行われているイベントを見ることができます。

画像の例では4つのイベントが走っていることがわかります。

各イベントをダブルクリックすることでそのイベントへと飛ぶことができます。

Pixel Contextを使用することでそのピクセルで実行されているイベントと描画されるRGBAを見ることができます。

　これによってより描画がおかしい場所などデバッグを行いやすくなっています。

本日は以上です。

本日はMRGT調査枠です。

前回に引き続きMixedRealityGraphicsTools StandardShader全機能を解説していきます。

前回はRenderingModeの実装を見ていきました。

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今回はCullModeを見ていきます。

〇CullModeとは？

CullModeはカリングを指し、もともと不要なものを取り除くという意味があります。

　Shaderではメッシュの裏面、表面のどちらかを描画するかを指定するパラメータになります。

　CullModeの意味に合わせると『メッシュの表、裏どちらを不要な描画として描画しないか』になります。

デフォルトではBackが指定されており、この状態ではメッシュの裏面が描画されなくなっています。

CullMode=Back

この場合メッシュの表面のみが描画され、Unityプリミティブキューブの場合では近づいたときに見えるキューブの内側は描画されていないことがわかります。

反対にfrontでは面の表面がカリングされ、裏面が描画されます。

CullMode=front

もう一つOffというモードがあります。

これはカリングを無効（＝カリングしない）モードでこの場合メッシュの両面が描画されます。

通常の不透明オブジェクトの場合デフォルトのBackで問題なく表示されますが、例えば次の画像の髪のように板ポリゴンで構成されているメッシュの場合見た目が悪くなることがあります。

オフにすることで両面が描画され、ある程度違和感のない見た目が実現できます。

当然Offにすることで描画負荷は上がってしまいますが、MRTKのシェーダーの場合任意に切り替えることもできるので、裏面が見えないようなオブジェクトをポリゴンで再現する場合とCullModeで対応する場合で比較した場合ほとんどの場合はCullModeで両面描画するほうがパフォーマンスもよくなると思うので、便利な機能です。

〇実装

カリングはShaderLab内で次のように定義します。

Cull Off
Cull Front
Cull Back

Graphicstools StandardShaderでは次のように実装されています。

  // Default pass (only pass outside of the editor).
        Pass
        {
            Name "Main"
           　・・・
            Cull[_CullMode]
            ・・・
            HLSLPROGRAM
　　　・・・
            ENDHLSL
        }

_CullModeはPropetiesブロックで定義されています。

        [Enum(UnityEngine.Rendering.CullMode)] _CullMode("Cull Mode", Float) = 2                             // "Back"

UnityEngine.Rendering.CullModeはUnityで提供されるEnum型のクラスです。

docs.unity3d.com

冒頭で紹介した通りBack、Front、Offが提供されておりそれぞれ値を渡せるよういなっています。

本日は以上です。

本日はUnityのトラブルシューティング枠です。

本日まで3日ほど筆者は所属している会社の方で展示会に出展しておりました。

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今回はPCVR(OculusLink)向けにアプリケーションを開発したのですが、作成したexeファイルをPCで実行する際にセキュリティスキャンが始まり起動できない問題がありましたので今回は解消した方法を残します。

〇問題

冒頭で紹介したようにUnityで出力された.exeファイルを実行時にセキュリティスキャンが行われ、いつまでもアプリが起動しない問題がありました。

この問題を解消するためには一時的にWindowsのセキュリティを解除するウことを行いました。

これを行うためにWindowsの[設定]アプリを開きます。[更新とセキュリティ]を選択します。

[Windoiwsセキュリティ]を選択し[アプリとブラウザーの制御]を選択します。

この設定では実行するアプリやWebブラウザーでのウィルスなどのセキュリティをチェックしています。

今回は筆者自身が作成したアプリケーションであるため一時的にセキュリティを解除しています。

次に[評価ベースの保護設定]を選択します。

最後に[望ましくない可能性のあるアプリをブロック]をオフに設定します。

この設定はデフォルトではオンになっているものです。

この操作によってアプリ起動時のブロックが発生しなくなります。

この状態で[管理者権限で実行]を利用してアプリケーションを起動することでループから抜け出しアプリケーションが起動します。

本日は簡単なトラブルシューティングになりました。

なお、セキュリティの問題からアプリ終了時にはセキュリティによる保護を再度確認し、有効にする必要があります。