Урок как создать прозрачный шейдер для ХУДа

[Modera 316]

Играю тут в НС 2010, там есть прозрачный аномальный бизон, которым вооружаются враги в невидимых экзоскелетах. Симпатичная штуковина. Однако если эту пушку взять в руки, то вместо прозрачного бизон станет просто блестящим, с текстурой воды.

Дело в том что если просто назначить прозрачные шейдеры худовой модели оружия, то модель сильно уедет вперёд.

Это связано с тем, что все худовые модели в сталкере рисуются с уменьшенным, в два раза примерно, углом обзора, для того чтобы нивелировать эффект рыбьего газа, который возникает если рисовать худ с полным углом обзора, что можно лицезреть в таких играх как крайзис и сурвариум, и это одна из причин почему я считаю их отстоем. Однако с прозрачными шейдерами уменьшение угла обзора почему-то не срабатывает, и получается то что можно видеть на скрине выше.

Чтобы это пофиксить нужно создать специальный костыльный шейдер прозрачности для худа, который рисует всё с уменьшенным углом обзора. В модели аномального бизона для прозрачности используется шейдер models\pautina, на его основе и будем делать. Поэтому лезем в gamedata\shaders\r1 и находим там файл models_pautina.s. Если его открыть можно увидеть такой код:

function normal		(shader, t_base, t_second, t_detail)
  shader:begin		("model_distort4ghost","particle")    -- particle_alphaonly
      : sorting		(3, true)
      : blend		(true,blend.srccolor,blend.invsrcalpha)
      : aref		(true,0)
      : zb		(true,false)
      : fog		(false)
      : distort		(false)
  shader:sampler	("s_base")      :texture  (t_base)
end

function l_special	(shader, t_base, t_second, t_detail)
  shader:begin		("model_distort4ghost","particle_distort")
      : sorting		(3, true)
      : blend		(true,blend.srcalpha,blend.invsrcalpha)
      : zb		(true,false)
      : fog		(false)
      : distort		(true)
  shader:sampler	("s_base")      :texture  (t_base)
  shader:sampler	("s_distort")   :texture  ("pfx\\pfx_dist_glass") //:texture  (t_base) -- ("pfx\\pfx_dist_glass2"
end

function normal		(shader, t_base, t_second, t_detail)
  shader:begin		("model_def_lplanes","base_lplanes")
      : fog		(false)
      : zb		(true,false)
      : blend		(true,blend.srccolor,blend.one)
      : aref		(true,0)
      : sorting		(2, true)
  shader:sampler	("s_base")      :texture  (t_base)
end

Во первых, тут у нас две функции normal, что конечно является ошибкой разработчиков в самом деле используется только одна, вторая, поэтому первую лучше удалить чтобы не путаться. НО это нам с прозрачностью на худе не поможет. Дальше нужно поменять имя вершинного шейдера, которое идёт первым параметром функции shader:begin, ведь именно там применяются все транформации, в том числе и угол обзора. Я заменил model_distort4ghost и model_def_lplanes на model_distort4ghost_hud, в итоге получился такой файл:

function l_special	(shader, t_base, t_second, t_detail)
  shader:begin		("model_distort4ghost_hud","particle_distort")
      : sorting		(3, true)
      : blend		(true,blend.srcalpha,blend.invsrcalpha)
      : zb		(true,false)
      : fog		(false)
      : distort		(true)
  shader:sampler	("s_base")      :texture  (t_base)
  shader:sampler	("s_distort")   :texture  ("pfx\\pfx_dist_glass") //:texture  (t_base) -- ("pfx\\pfx_dist_glass2"
end

function normal		(shader, t_base, t_second, t_detail)
  shader:begin		("model_distort4ghost_hud","base_lplanes")
      : fog		(false)
      : zb		(true,false)
      : blend		(true,blend.srccolor,blend.one)
      : aref		(true,0)
      : sorting		(2, true)
  shader:sampler	("s_base")      :texture  (t_base)
end

Сохраняю его под именем gamedata\shaders\r1\models_pauhuda.s, имя нового шейдера прозрачности для худа будет models\pauhuda. Обратите внимание что в оригинале использовалось два разных вершинных шейдера (model_def_lplanes и model_distort4ghost), но я буду использовать только один, т.к. они всё-ровно не сильно отличаются.

Дальше самое интересное, нужно создать вершинный шейдер. Делать его будем на основе model_distort4ghost, поэтому копируем model_distort4ghost.vs и переименовываем его как model_distort4ghost_hud.vs, и смотрим что у него внутри:

#include "common.h"
#include "skin.h"

struct vf
{
  float4 hpos  : POSITION;
  float2 tc0  : TEXCOORD0;    // base
  float4 c0  : COLOR0;    // color
};

vf   _main (v_model v)
{
  vf     o;

  o.hpos       = mul      (m_WVP, v.pos);    // xform, input in world coords
  o.tc0      = v.tc.xy;          // copy tc

  // calculate fade
  float3  dir_v     = normalize    (mul(m_WV,v.pos));
  float3  norm_v     = normalize     (mul(m_WV,v.norm));
  float   fade    = 0.9*abs      (dot(dir_v,norm_v));
  o.c0    = fade;

  return o;
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifdef   SKIN_NONE
vf  main(v_model v)     { return _main(v);     }
#endif

#ifdef   SKIN_0
vf  main(v_model_skinned_0 v)   { return _main(skinning_0(v)); }
#endif

#ifdef  SKIN_1
vf  main(v_model_skinned_1 v)   { return _main(skinning_1(v)); }
#endif

#ifdef  SKIN_2
vf  main(v_model_skinned_2 v)   { return _main(skinning_2(v)); }
#endif

И где же здесь применяется угол обзора? А вот в этой строчке:

  o.hpos       = mul      (m_WVP, v.pos);    // xform, input in world coords

Тут нужно немного пояснить что к чему. Угол обзора заключен в матрице m_WVP, которая на самом деле является комбинацией трёх основных матриц m_W, m_V, и m_P. Так же в шейдерах доступны и другие комбинации этих матриц, m_WV к примеру. Буквы W, V, P это первые буквы от слов World, View, Projection. Не буду сильно вдаваться в подробности того как это работает и для чего нужно, скажу только что угол обзора находится в m_P. Если взглянуть на функцию создания такой матрицы, то можно узнать что:

a) для конструирования матрицы на нужен угол обзора, соотношение сторон екрана, а так же дистанция ближней и дальней отсекающих плоскостей

б) угол обзора и соотношение сторон можно получить обратно из готовой матрицы путём нехитрым математических вычислений ( отношение сторон как m_P[1][1] / m_P[0][0], а угол как atan( 1.0 / m_P[1][1] ) )

С этими знаниями уже можно выцарапать угол и соотношение сторон из готовой матрицы m_P, поделить угол на два и сконструировать новую матрицу m_P_fix с исправленным углом обзора, а плоскости отсечения можно не трогать. Чтож, меньше слов, больше дела. Модифицируем наш вершинный шейдер model_distort4ghost_hud таким образом:

#include "common.h"
#include "skin.h"

struct vf
{
  float4 hpos  : POSITION;
  float2 tc0  : TEXCOORD0;    // base
  float4 c0  : COLOR0;    // color
};

vf   _main (v_model v)
{
  vf     o;

  float hud_fov = 0.45;
  float aspect_ratio = m_P[1][1] / m_P[0][0];
  float half_fovy = atan( 1.0 / m_P[1][1] );
  float4x4 m_P_fix = m_P;
  
  m_P_fix[1][1] = 1.0 / tan(half_fovy * hud_fov);
  m_P_fix[0][0] = m_P_fix[1][1] / aspect_ratio;

  float3 view_pos = mul(m_WV, v.pos);

  o.hpos       = mul      (m_P_fix, float4(view_pos, 1));    // xform, input in world coords
  o.tc0      = v.tc.xy;          // copy tc

  // calculate fade
  float3  dir_v     = normalize    (mul(m_WV,v.pos));
  float3  norm_v     = normalize     (mul(m_WV,v.norm));
  float   fade    = 0.9*abs      (dot(dir_v,norm_v));
  o.c0    = fade;

  return o;
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifdef   SKIN_NONE
vf  main(v_model v)     { return _main(v);     }
#endif

#ifdef   SKIN_0
vf  main(v_model_skinned_0 v)   { return _main(skinning_0(v)); }
#endif

#ifdef  SKIN_1
vf  main(v_model_skinned_1 v)   { return _main(skinning_1(v)); }
#endif

#ifdef  SKIN_2
vf  main(v_model_skinned_2 v)   { return _main(skinning_2(v)); }
#endif

Тут конструируется матрица m_P_fix с уменьшенным до 45% углом обзора, потом точка из модели (v.pos) трансформируется сначала стандартной матрицей m_WV (комбинацией m_W и m_V), а уже потом исправленной матрицей m_P_fix. Строго говоря значение переменной hud_fov (0.45) должно быть равным значению одноимённой консольной команды hud_fov. В финальной версии игры эта команда заблокирована, а значение константно и никогда не меняется. Впрочем, всякие движковые моды типа FOV switcher могут его менять.

Ну всё, шейдер готов, осталось только указать его в модели. Лезем в геймдату, открываем gamedata\meshes\weapons\bizo1\wpn_bizon_hud1.ogf через СДК, или по старинке через хекс-редактор, меняем все шейдеры models\pautina на models\pauhuda, а потом смотрим на результат:

А вот так эта модель выглядит с родными текстурами оружия, вместо текстуры воды:

 

Короче вот готовый пример прозрачного шейдера для худа + модель аномального бизона которая его использует (для Народной Солянки 2010): https://drive.google.com/file/d/1W4R28ON2x8z1u_xlw2ACOdfi-9YEYGra/view?usp=sharing

А задачу создания такого шейдера для R2 рендера я оставляю вам в качестве домашнего задания, гегеге.

[Злобная реклама]

[Mad Hikki 273]

Когда-нибудь кому то пригодится 

[I am dead 1 124]

Обычный шейдер прозрачности это какая то шутка?

[Modera 316]

31 минуту назад, I am dead сказал:

Обычный шейдер прозрачности это какая то шутка?

С обычным шейдером будет вот такой вытянутый результат.

Хотя с тем что я предложил тоже есть баг, модель может исчезать в стене если вплотную встать.

[Policai 944]

Осталось понять зачем в Сталкере прозрачное оружие..)))

[denis2000 757]

Policai Дело не в прозрачном оружии (хотя помню как неказисто выглядело "невидимое" оружие призраков в руках ГГ). Когда мы делали ХУД-использование предметов ГГ крайне не хватало нормального шейдера с прозрачностью для бутылки с водкой например.

[I am dead 1 124]

 

10 часов назад, Modera сказал:

С обычным шейдером будет вот такой вытянутый результат.

Хмм, как жаль что у меня такого бага нету...

---

Дополнено 0 минут спустя

---

Дополнено 5 минуты спустя

Наверное я что то делаю не так...

Изменено 19 апреля, 2022 пользователем I am dead

[Modera 316]

14 часов назад, I am dead сказал:

 

Хмм, как жаль что у меня такого бага нету...

---

Дополнено 0 минут спустя

---

Дополнено 5 минуты спустя

Наверное я что то делаю не так...

Значит в некоторых движках эту бяку исправили. Но в ванильном ТЧ и ЧН точно есть.

[denis2000 757]

7 часов назад, Modera сказал:

Но в ванильном ТЧ и ЧН точно есть.

И в оригинальном ЗП тоже. А уж как и где это исправляли другой вопрос.