Unity C#で調整可能なグレースケールシェーダーを書く

本日はShader学習枠です。

今回は白黒のスケールになれるShaderを作成していきます。

〇コード

Shader "Unlit/GrayScale"
{
    Properties
    {
        _GrayScale("GrayScale",float) = 1.
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            float _GrayScale;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);

                half gs = min(col.r,min(col.g,col.b));
                col =  (col*_GrayScale)+ (gs*(1-_GrayScale));
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

〇仕組み

今回のシェーダーのコア部分は次の処理です。

                half gs = min(col.r,min(col.g,col.b));
                col =  (col*_GrayScale)+ (gs*(1-_GrayScale));

ShaderはRGBに加えαの４次元の値を返します。

通常RGBの値の差が小さければ小さいほど白黒に近づいていきます。

ここではRGBの出力値の中で一番小さい値を取得しています。

                half gs = min(col.r,min(col.g,col.b));

次に各Colの出力地を_GrayScaleの値に応じて一定値にそろえることを指定ます。

                col =  (col*_GrayScale)+ (gs*(1-_GrayScale));

(col*_GrayScale)はもともとの出力値で、GrayScale=1であれば本来のカラーが返されます。

逆に0に近づけば近づくほど本来のカラーの値は小さくなります。

ここに加算しているのが (gs*(1-_GrayScale))であり、こちらは_GrayScaleが１であれば０に近く、そして0に近づけば近づくほど一定値にそろえられた値が出力値として決まります。

以上でパラメータGrayScaleに応じたグレースケールシェーダーが完成しました。