【Unity】ARシーンでオブジェクトの影を地面に落とす方法

2023年02月22日

本記事ではUnityを使用してARシーンでオブジェクトの影を地面に落とす方法を紹介します。

影はシェーダーとの関係性が強く、通常の設定ではVR/ARのオブジェクトは光源を受けることで別のオブジェクトに影が描画されます。VRシーンであれば地面となるPlaneなどに影が描画されるのは自然ですが、ARシーンで同じようにPlaneを配置するやり方では、現実空間にPlaneが置かれる形になり、不自然です。

本記事では、通常では「Planeに描画される影」のうち、Planeのみを見えなくすることで、現実空間に影を落とすやり方を説明しています。

地面を表示せずに影のみを表示させることができるので、AR作品などをよりリアルにしたい際などに便利です。

ライトの数値を変更することで影の濃さやクオリティを調整することもできます。

以下がサンプルイメージです。

左：影ナシ｜右：影アリ

1 準備
2 シェーダーを作成
3 使い方
- 3.1 STYLYで使用する方法

準備

始めに影を落としたいオブジェクトをシーンに追加します。

今回は球体を使用するので、Hierarchyで右クリックして3D Object→Sphereを選択して球体を追加します。

3D Object→Sphere

わかりやすいようにPositionを(X=0,Y=1,X=0)にしておきましょう。

Positionを(X=0,Y=1,X=0)

次に影を落とすための平面を用意します。

球体と同じようにHierarchyで右クリックして3D Object→Planeを選択してPlaneを追加します。

3D Object→Plane

Positionを(X=0,Y=0,X=0)にしておきましょう。

Positionを(X=0,Y=0,X=0)

シェーダーを作成

元々設定されているシェーダーは、Planeに球体の影が描画されるようにできています。影のみを表示するため、シェーダーとマテリアルを作成します。

Assets上で右クリックをしてCreate→Shader→Standard Surface Shaderを選択して追加します。

Create→Shader→Standard Surface Shader

追加できたら、下記のシェーダープログラムをコピーして下さい。

// Made with Amplify Shader Editor
// Available at the Unity Asset Store - http://u3d.as/y3X 
Shader "TransparentWithShadows"
{
Properties
{
_Texture0("Texture 0", 2D) = "black" {}
[HideInInspector] _texcoord( "", 2D ) = "white" {}
[HideInInspector] __dirty( "", Int ) = 1
}

SubShader
{
Tags{ "RenderType" = "Transparent" "Queue" = "Geometry+0" "IgnoreProjector" = "True" }
Cull Back
ZWrite Off
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
BlendOp Add
CGPROGRAM
#include "UnityPBSLighting.cginc"
#include "UnityShaderVariables.cginc"
#pragma target 3.0
#pragma surface surf StandardCustomLighting keepalpha 
struct Input
{
float2 uv_texcoord;
};

struct SurfaceOutputCustomLightingCustom
{
fixed3 Albedo;
fixed3 Normal;
half3 Emission;
half Metallic;
half Smoothness;
half Occlusion;
fixed Alpha;
Input SurfInput;
UnityGIInput GIData;
};

uniform sampler2D _Texture0;
uniform float4 _Texture0_ST;

inline half4 LightingStandardCustomLighting( inout SurfaceOutputCustomLightingCustom s, half3 viewDir, UnityGI gi )
{
UnityGIInput data = s.GIData;
Input i = s.SurfInput;
half4 c = 0;
#if DIRECTIONAL
float ase_lightAtten = data.atten;
if( _LightColor0.a == 0)
ase_lightAtten = 0;
#else
float3 ase_lightAttenRGB = gi.light.color / ( ( _LightColor0.rgb ) + 0.000001 );
float ase_lightAtten = max( max( ase_lightAttenRGB.r, ase_lightAttenRGB.g ), ase_lightAttenRGB.b );
#endif
float2 uv_Texture0 = i.uv_texcoord * _Texture0_ST.xy + _Texture0_ST.zw;
float4 tex2DNode1 = tex2D( _Texture0, uv_Texture0 );
float4 appendResult8 = (float4(tex2DNode1.r , tex2DNode1.g , tex2DNode1.b , 1.0));
c.rgb = ( ( ase_lightAtten * _LightColor0 ) * appendResult8 ).rgb;
c.a = max( tex2DNode1.a , ( 1.0 - ase_lightAtten ) );
return c;
}

inline void LightingStandardCustomLighting_GI( inout SurfaceOutputCustomLightingCustom s, UnityGIInput data, inout UnityGI gi )
{
s.GIData = data;
}

void surf( Input i , inout SurfaceOutputCustomLightingCustom o )
{
o.SurfInput = i;
}

ENDCG
}
Fallback "Diffuse"
CustomEditor "ASEMaterialInspector"
}
/*ASEBEGIN
Version=15001
22;52;1491;745;1412.058;545.3112;1.441795;True;True
Node;AmplifyShaderEditor.TexturePropertyNode;5;-601.3947,-278.6907;Float;True;Property;_Texture0;Texture 0;1;0;Create;True;0;0;False;0;a511279f3fe5df64583b457d53fabf9a;cdb08e5d1f5844840a774f4db2098afc;False;black;Auto;0;1;SAMPLER2D;0
Node;AmplifyShaderEditor.TextureCoordinatesNode;6;-499.0693,34.59831;Float;False;0;-1;2;3;2;SAMPLER2D;;False;0;FLOAT2;1,1;False;1;FLOAT2;0,0;False;5;FLOAT2;0;FLOAT;1;FLOAT;2;FLOAT;3;FLOAT;4
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;18;-100.642,-293.6487;Float;False;Constant;_Float1;Float 1;2;0;Create;True;0;0;False;0;1;0;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.LightColorNode;15;-209.5528,29.22202;Float;False;0;3;COLOR;0;FLOAT3;1;FLOAT;2
Node;AmplifyShaderEditor.SamplerNode;1;-238.8079,-181.0969;Float;True;Property;_TextureSample0;Texture Sample 0;1;0;Create;True;0;0;False;0;7be95422710fa4b018659390b6108d74;7be95422710fa4b018659390b6108d74;True;0;False;white;Auto;False;Object;-1;Auto;Texture2D;6;0;SAMPLER2D;;False;1;FLOAT2;0,0;False;2;FLOAT;0;False;3;FLOAT2;0,0;False;4;FLOAT2;0,0;False;5;FLOAT;1;False;5;COLOR;0;FLOAT;1;FLOAT;2;FLOAT;3;FLOAT;4
Node;AmplifyShaderEditor.LightAttenuation;12;-649.0541,252.1351;Float;False;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.OneMinusNode;14;-103.5528,415.222;Float;False;1;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleMultiplyOpNode;21;-9.070984,131.4897;Float;False;2;2;0;FLOAT;0;False;1;COLOR;0,0,0,0;False;1;COLOR;0
Node;AmplifyShaderEditor.DynamicAppendNode;8;101.4472,-170.778;Float;False;FLOAT4;4;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;2;FLOAT;0;False;3;FLOAT;0;False;1;FLOAT4;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleMaxOpNode;13;112.4372,243.5498;Float;False;2;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleMultiplyOpNode;16;227.4472,11.22202;Float;False;2;2;0;COLOR;0,0,0,0;False;1;FLOAT4;0,0,0,0;False;1;COLOR;0
Node;AmplifyShaderEditor.StandardSurfaceOutputNode;0;430.0907,-14.65567;Float;False;True;2;Float;ASEMaterialInspector;0;0;CustomLighting;TransparentWithShadows;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;True;False;False;False;False;Back;2;False;-1;0;False;-1;False;0;0;False;0;Custom;0.5;True;False;0;True;Transparent;;Geometry;All;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;True;0;False;-1;False;0;False;-1;255;False;-1;255;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;False;2;15;10;25;False;0.5;True;2;SrcAlpha;OneMinusSrcAlpha;0;SrcAlpha;OneMinusSrcAlpha;Add;OFF;0;False;0;0,0,0,0;VertexOffset;True;False;Cylindrical;False;Relative;0;;0;-1;-1;-1;0;0;0;False;0;0;0;False;-1;-1;15;0;FLOAT3;0,0,0;False;1;FLOAT3;0,0,0;False;2;FLOAT3;0,0,0;False;3;FLOAT3;0,0,0;False;4;FLOAT;0;False;6;FLOAT3;0,0,0;False;7;FLOAT3;0,0,0;False;8;FLOAT;0;False;9;FLOAT;0;False;10;FLOAT;0;False;13;FLOAT3;0,0,0;False;11;FLOAT3;0,0,0;False;12;FLOAT3;0,0,0;False;14;FLOAT4;0,0,0,0;False;15;FLOAT3;0,0,0;False;0
WireConnection;6;2;5;0
WireConnection;1;0;5;0
WireConnection;1;1;6;0
WireConnection;14;0;12;0
WireConnection;21;0;12;0
WireConnection;21;1;15;0
WireConnection;8;0;1;1
WireConnection;8;1;1;2
WireConnection;8;2;1;3
WireConnection;8;3;18;0
WireConnection;13;0;1;4
WireConnection;13;1;14;0
WireConnection;16;0;21;0
WireConnection;16;1;8;0
WireConnection;0;9;13;0
WireConnection;0;13;16;0
ASEEND*/
//CHKSM=F061730E9029E8D3744314CF555EAA8F030C3348