設計詳細

構成

VRChat World の実行構成

FlockSwarm は Inspector から Mesh を生成するための authoring component です。HideFlags.DontSaveInBuild を設定し、ビルド後の prefab には MeshFilter、MeshRenderer、LODGroup と Mesh / Material が残ります。移動と体の動作は Shader が計算するため、独自 MonoBehaviour を VRChat クライアントで実行する必要はありません。Unity の DontSaveInBuild、VRChat の許可された World component を参照してください。

Unity EditMode の実 AssetBundle 検査では、保存した群れの prefab を Windows 向けにビルドし、ロードした prefab に MonoBehaviour と Missing Script がなく、Mesh、Material、LODGroup の参照が残ることを確認します。VRChat SDK での World upload、クライアント上の描画と負荷は別途確認が必要です。Sample は配置例であり、アップロード用の Scene Descriptor は含みません。

照明

ForwardBase は主光源、Light Probe / 環境光の SH、vertex light を計算します。ForwardAdd は追加の pixel light を加算します。Directional / Point / Spot Light の減衰、cookie、受ける影の座標は、頂点 Shader で移動した後の位置から計算します。ShadowCaster pass はなく、個体自身は影を落としません。

遠景の Silhouette Color と Medium Color にも照明を掛けるため、暗い World で距離色だけが発光することを防ぎます。Light Probe は Renderer 単位の SH を使うため、広い群れの各個体で異なる Probe を補間する機能はありません。照明領域をまたぐ場合は群れを分割してください。VRChat Light Volumes への対応は含みません。

頂点チャンネル

群れの動きに必要な値はすべて Mesh に入れます。Material は見た目の設定だけを持つため、種や群れが異なっても同じ Material を共有できます。MaterialPropertyBlock は Scene に保存されないため使いません。

UV4 と UV5 を使うため、surface shader ではなく vertex / fragment shader で書いています。surface shader の頂点入力は texcoord3 までです。

個体の運動

時刻 t (_Time.y × Time Scale + 時刻のずれ) における個体の位置は、群れの中心 C(t) と個体ごとの変位 O(t) の和です。

• C(t) は範囲内の 8 の字の経路です。x と z の振幅は 範囲 − 群れの半径 − 体長 です。
• O(t) は群れの動きごとに決まり、大きさは群れの半径以下です。

これらの群れでは個体の中心が範囲の壁から体長 1 つ分内側に収まります。Wander、FreeFlight、Jet、Float、FloorGlide は独立した軌道です。動作と大きさのばらつきを含む High Mesh の到達半径を UV6 に焼き込み、範囲から一度だけ差し引きます。個体が入る十分な寸法の水槽では、旋回しても体が壁を越えないようにします。旧 Mesh の UV6 が空の場合は体長を余白に使います。変更後は群れを再生成してください。

個体の向きは、t ± 0.05 s の位置の差 (中心差分) から求めます。傾きは同じ 3 点から求めた横方向の加速度に比例させます。上昇角には上限があり、魚が真上を向くことはありません。

周回する動き (Thermal、BaitBall、Tornado) では、次のように速度を制限しています。

• 群れの中心の移動速度を、周回の接線速度の 3 割以下に抑える。中心の移動が個体自身の運動を打ち消して向きが反転するのを防ぐため。
• 周回の角速度を 2.5 rad/s 以下に抑える。

Wander / FreeFlight は個体の seed から旋回方向と位相を選び、半径・中心・高度・角速度を異なる低周波で変化させます。細長い範囲では縦横比に応じて角速度を抑えます。Jet はこの経路の時刻を収縮の位相で変調し、前進速度を基準の 0.35～1.65 倍で変えます。Float は seed 付き経由点の三次 B スプラインです。既定速度では経由点を 120～300 秒ごとに切り替え、位置と速度を連続に保ちます。クラゲの傘は短周期で脈動し、移動中も直立します。衝突回避は行いません。

体の動作

FloorGlide は Wander と同じ水平経路・向き・傾きを使用し、高さを 0.6 × Wander の高さ − 0.3 × 移動空間の半高さ に変換します。水平方向の自由度を保ち、下部を泳ぐ傾向を強めます。壁際での上昇や腹側を見せる専用の旋回はありません。Collider、地形、プレイヤーへの衝突判定はありません。

体の動作は、個体の向きを適用する前に体の局所座標で行います。

• 羽ばたき: 翼の頂点を付け根の周りに回転させます。翼端ほど大きく回り、翼がしなって見えます。滑空の割合に応じて羽ばたきを止め、浅い上反角で保持します。
• くねり: 体軸方向に進む横波です。振幅は尾に向かって大きくなります。
• エイの波: 胸鰭を前から後ろへ進む上下の波で動かします。

形状の生成

形状は種のパラメータから Editor で生成します。外部の model や texture は使いません。

• 胴体は、断面が楕円の管として生成します。
• 翼、尾、鰭は、上下または左右の 2 面からなる板として生成します。Shader は裏面を描画しないため、翼の上面と下面で異なる色を持てます。
• 配色は頂点色で表します。色の境界の両側に近接した 2 つの頂点列を置くことで、texture を使わずに境界をはっきりさせています。

検証

Unity を使わない検証 (.github/verify/verify.sh) で次を確認します。

実物の Unity を使う検証 (.github/workflows/unity.yml) では、Shader のコンパイル、Renderer と LODGroup の生成、再生成で Mesh asset の GUID が変わらないことを確認します。

HLSL 版が C# 版と数値として一致するかは、実行しないと確かめられません。定数の集合の比較で検出できるのは、定数の片側だけの変更と、項の片側だけの追加・削除です。演算子の取り違えは検出できないため、Shader の運動を変更したときは Unity 上で目視確認してください。