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Unity로 실습하는 Shader (9) - 투명 배경이 있는 텍스처 입히기

지난 글에서,

Unity로 실습하는 Shader (1) - 컬러 반전 및 상하/좌우 뒤집기
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11608

실습한 나무 그림의,

Trees0091
; https://www.textures.com/download/trees0091/74537

texture를 3D GameObject 중 Plane에 입혀 보겠습니다. 그런데, 분명히 png 이미지로는 똑바로 선 나무 그림인데 기본 shader + material 상태에서 평면에 누워 있는 나무 이미지가 카메라가 바라보는 시점에 대해 거꾸로 되어 있습니다.

blend_shader_1.png

검색해 보면, 이미 다들 알고 있는 문제(?)입니다.

Why are my textures on planes flipped / reversed left-to-right?
; https://answers.unity.com/questions/125855/why-are-my-textures-on-planes-flippedreversed-left.html

그래서 material의 Texture 설정에서 Tiling 값의 Y를 -1로 바꿔야 합니다. 그럼 나무가 똑바로 서긴 하는데 자세히 보면 좌우가 바뀐 상태입니다. 따라서 X 값도 -1로 설정해 줘야 합니다.

Tiling X == -1   Y == -1

그러고 나면 다음과 같이 이미지가 png 파일 그대로 (카메라 방향에 맞게 의도한 데로) 나오게 됩니다.

blend_shader_2.png

자, 이제 나무를 입힌 평면을 카메라에 정면으로 세워야 하는데요, 이를 위해 x축을 기준으로 회전시켜야 합니다. 보통 생각으로는 90도 회전을 시키면 될 것 같은데, Unity의 경우 왼손 좌표계이므로 x축 회전은 양수(+) 값에 대해 다음과 같이 회전을 하게 됩니다.

[그림 출처: http://www.fundza.com/rib/example4/index.html]
blend_shader_3.png

따라서 Plane의 앞면이 카메라가 보이는 쪽으로 서 있으려면 -90도를 해야 합니다. 자, 그래서 결국 다음과 같이 겨우 나무 하나를 보이게 만들었습니다. ^^

blend_shader_4.png




여기서 문제(?)가 있는데요, 저 나무 그림(png)의 배경은 원래 투명(alpha == 0)했는데 Unity의 Plane 객체에 material로 입히면 저렇게 배경이 검은색으로 나온다는 점입니다. 여기서 shader의 기본 코드를 볼까요?

Shader "My/blendShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #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;
            
            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);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

pixel shader를 보면, 정상적으로 uv 좌표에 따라 texture로부터 fixed4 형식으로 alpha 값까지 해서 추출한 것이 맞습니다.

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

실제로 나무의 배경은 fixed4(0, 0, 0, 0) 값들이 반환되고 있습니다. 만약 alpha 값이 먹혔다면 투명으로 나와야겠지만 그렇지 않았다면 (0,0,0) 색상이니 검은색으로 나오는 것이 맞습니다. 그리고 이렇게 불투명하게 그리게 된 데에는 shader의 RenderType이 "Opaque"로 설정되어 있기 때문입니다.

Tags { "RenderType"="Opaque" }

투명 처리를 위해 이 값을 "Transparent"로 바꾸고, 아울러 렌더링 우선순위를 "Transparent"로 바꿔줍니다.

Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue" = "Transparent" }

마지막으로, 배경과 어떻게 Alpha 채널이 섞이게 될지를 알려주는 Blend 옵션을 주는데,

Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha

합이 1이 되는 아핀 조합으로 전형적인 선형 결합의 Blend 옵션입니다. 따라서, 투명 처리가 된 곳의 alpha == 0이므로,

SrcAlpha                OneMinusSrcAlpha
트리 texture == 0,      배경 == OneMinusSrcAlpha == 1 - 0 == 1

다음과 같이 투명 처리가 근사하게 적용된 것을 볼 수 있습니다. ^^

blend_shader_5.png




shader에 사용된 TRANSFORM_TEX는 (C:\Program Files\Unity\Editor\Data\CGIncludes\)UnityCG.cginc 파일에 다음과 같은 매크로로 정의되어 있습니다.

// Transforms 2D UV by scale/bias property
#define TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw)

따라서 shader에 사용된 코드는 다음과 같이 확장됩니다.

// o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
   o.uv = v.uv * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;

_MainTex_ST는 Unity의 Material에 대한 Inspector 창의 "Tiling"과 "Offset" 값을 담고 있습니다.

blend_shader_0.png

그렇기 때문에 "o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);" 코드를 쓰지 않고 그냥 "o.uv = v.uv"와 같이 대입하면 Unity 에디터에서 설정한 "Tiling"과 "Offset"값이 적용되지 않습니다.




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]





[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/28/2018 ]

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