【Unity】StandardShaderを置き換えて動作を軽量化する

はじめに

今回はStandardShaderを置き換えて軽量化しようという記事になります！

まずStandardShaderは様々な機能を持つ万能なシェーダです。

公式にあるお堅い言葉にするとこんな感じ。

Unity の Standard Shader は、包括的な機能を持つビルトインシェーダーです。
Standard Shader によって、すべてのマテリアルタイプで使用できるよう、様々なシェーダータイプ（Diffuse、Specular、Bumped Specular、Reflective など）が 1 つのシェーダーに結合されます。

Standard Shader - Unity マニュアル

普段シェーダーを触ったことがない方は基本的にはこちらを無意識に利用しているはずです。(デフォルトがこれのため)

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ただし万能が故に、使わない機能も多く無駄な処理がなされている可能性も大いにあります。

特にモバイルゲームではここを改善することでパフォーマンスが向上したりするかもしれません。

そこで今回は実際にStandardShaderを置き換えてみましょう。

はじめに
自作シェーダー
モバイル用シェーダーに置き換える
さいごに

自作シェーダー

まずはStandardShaderでいうAlbedo(テクスチャではなく色)のみを持つシェーダーを書いて、置き換えてみます。

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その前に、StandardShaderのプロパティがどのように実装されているかをみてみましょう。

Properties {
 _Color ("Color", Color) = (1.000000,1.000000,1.000000,1.000000)
 _MainTex ("Albedo", 2D) = "white" { }
 _Cutoff ("Alpha Cutoff", Range(0.000000,1.000000)) = 0.500000
 _Glossiness ("Smoothness", Range(0.000000,1.000000)) = 0.500000
 _GlossMapScale ("Smoothness Scale", Range(0.000000,1.000000)) = 1.000000
[Enum(Metallic Alpha,0,Albedo Alpha,1)]  _SmoothnessTextureChannel ("Smoothness texture channel", Float) = 0.000000
[Gamma]  _Metallic ("Metallic", Range(0.000000,1.000000)) = 0.000000
 _MetallicGlossMap ("Metallic", 2D) = "white" { }
[ToggleOff]  _SpecularHighlights ("Specular Highlights", Float) = 1.000000
[ToggleOff]  _GlossyReflections ("Glossy Reflections", Float) = 1.000000
 _BumpScale ("Scale", Float) = 1.000000
[Normal]  _BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" { }
 _Parallax ("Height Scale", Range(0.005000,0.080000)) = 0.020000
 _ParallaxMap ("Height Map", 2D) = "black" { }
 _OcclusionStrength ("Strength", Range(0.000000,1.000000)) = 1.000000
 _OcclusionMap ("Occlusion", 2D) = "white" { }
 _EmissionColor ("Color", Color) = (0.000000,0.000000,0.000000,1.000000)
 _EmissionMap ("Emission", 2D) = "white" { }
 _DetailMask ("Detail Mask", 2D) = "white" { }
 _DetailAlbedoMap ("Detail Albedo x2", 2D) = "grey" { }
 _DetailNormalMapScale ("Scale", Float) = 1.000000
[Normal]  _DetailNormalMap ("Normal Map", 2D) = "bump" { }
[Enum(UV0,0,UV1,1)]  _UVSec ("UV Set for secondary textures", Float) = 0.000000
[HideInInspector]  _Mode ("__mode", Float) = 0.000000
[HideInInspector]  _SrcBlend ("__src", Float) = 1.000000
[HideInInspector]  _DstBlend ("__dst", Float) = 0.000000
[HideInInspector]  _ZWrite ("__zw", Float) = 1.000000
}

この一番上にある_Colorが今回の目的のAlbedoという文字の右にある色のことです。

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ちなみになんですが、StandartShaderは50871行もコードがあるみたいでした。

行が長いから重いとは限りませんが、想像以上にすごくてビックリです。

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追記）このようなご指摘をいただきました。

モバイルだとシェーダ言語はGLSLになる(スクショの言語は別)ため、
このシェーダプログラムは変換されて全てが使われるわけではないとは思います。
本当に50000行なら現行のモバイル端末では全く動かない気がします
— SpearSoft@個人ゲーム開発者 (@SpearSoftGames) March 4, 2020

これをSurface Shaderで書いてみましょう。

Shader "Custom/Simple" {
    Properties{
        _Color ("Albedo", Color) = (1,1,1,1)
    }
	SubShader {
		Tags { "RenderType"="Opaque" }
		LOD 200
		
		CGPROGRAM
		#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
		#pragma target 3.0

		struct Input {
			float2 uv_MainTex;
		};

		fixed4 _Color;

		void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
			o.Albedo = _Color.rgb;
		}
		ENDCG
	}
	FallBack "Diffuse"
}