【Unity】大量の草を生やせ！

Unityで大量の草を生やせ！ おかひろ

自己紹介  おかひろ  Twitter：@okahiro_p  フリーランスのTA  個人で東方二次創作ゲーム作っています

こういうやつをやります

草  1本6Trisの草を90本生やして1オブジェクトとする  オブジェクトを10,000個並べる   90万本の草 先端が風で揺れるような表現をする  VertexShaderで動かす

こんな感じで写す  約7400オブジェクト（66万本の草）が写るショット

最初に  まずは愚直に10,000個オブジェクトを並べてみる ※左端1,000個選択

結果 ※Pixel6で計測 ・SetPassCall：23 ・DrawCalls：7.3k ・Tris：3.9M

重い！  DrawCallが7.3kある  DrawCall：CPUがGPUに出す描画命令。描画対象のオブジェクト数分発行される   10kでないのは、2.7kはカメラに写っていないためカリングされている Materialはすべて一緒なのでSetPassCallは多くない CPU GPU 描画命令 7300回

DrawMeshInstancedIndirect  同じMesh・Materialを大量に描画できる  CPUからGPUへの描画命令を1回で行う CPU GPU 描画命令

結果 ※Pixel6で計測 ・SetPassCall：23 ・DrawCalls：23

早くなった・・・けど  まだFPS30いっていない  更に改善  DrawMeshInstancedIndirectだと10,000オブジェクト分を指定しているが、実際はすべてカ メラに写るわけではないので、Cullingを行う  ComputeShaderによる擬似視錐台カリング   最初の例ではUnityが勝手に視錐台カリングしてくれていたが、DrawMeshInstancedIndirectする場合は自前で Cullingが必要 遠くの草も1オブジェクトあたり90本の草を描画しなくても良さそう。  ComputeShaderでLODを行い、遠くの草は低ポリゴンのものに差し替える  更に、遠くの草は風で揺れなくても良い（どうせ見えない）  VertexShaderの処理削減 中距離用の草（20本） 遠距離用の草（10本)

CullingとLOD CullingとLODなし CullingとLODあり ※LODをわかりやすくするため、遠距離：赤、中 距離：青の色をつけている

結果 ※Pixel6で計測 ・SetPassCall：23 ・DrawCalls：23

草の生やし方  実際のゲームでは、草原がきれいな正方形になることはほとんどないと思う  描画速度を担保しつつ、生え方も考慮したい

いろいろ方法がありそうだが・・・  100×100pxの画像を用意し、ピクセルごとにrの値が0なら草を生やさない、1 なら草を生やす処理を実装してみた  このあとCullingとLODのComputeShaderに値を回すのと、並列で処理しやすいので これもComputeShaderで実行

例 わかりにくくなるためCullingはオフ

例 わかりにくくなるためCullingはオフ

例 わかりにくくなるためCullingはオフ

参考資料  モバイル向け大量描画テクニック   UnityURP-MobileDrawMeshInstancedIndirectExample   https://github.com/ColinLeung-NiloCat/UnityURPMobileDrawMeshInstancedIndirectExample OpenWorldGrassDemo   https://www.youtube.com/watch?v=mmxpPDVskg0 https://github.com/Gamu2059/OpenWorldGrassDemo Recipes for Shaders and Visual Effects  https://resources.unity.com/ebooks/the-universal-render-pipeline-cookbook-unity2022-lts-edition?ungated=true

• https://www.youtube.com/watch?v=mmxpPDVskg0
• https://github.com/ColinLeung-NiloCat/UnityURP-MobileDrawMeshInstancedIndirectExample
• https://github.com/Gamu2059/OpenWorldGrassDemo
• https://resources.unity.com/ebooks/the-universal-render-pipeline-cookbook-unity-2022-lts-edition?ungated=true

ご清聴ありがとうございました