ライトマップのシェーダーをMac, iOSで両立するには

　先日の記事でライトマップを別シーンで使うために、自前のライトマップシェーダーを用意して行うようにしてましたが、いざそれをiOSへ持っていくとそのままだと問題がでることがわかりました。
　ま、絵が出ないってことなんですけどね。
　Unity標準のライトマップシェーダーもそうなっているそうですが、LightModeの設定にライトマップ方式がいくつかあるのには理由があるらしく、環境によって有効な設定が違うようです。LightMode=VertexLMRGBMはMacならばOKですが、iOSでは何も出ません。逆にLightMode=VertexLMの場合はiOSはOKですが、Macでは何も出ません。という感じです。

　てなわけで、どうするか。
　UnityのShaderLabにはSubShaderというタグがありまして、それを使うと有効なシェーダーが実行時に選ばれるというものがあります。これを使えばいいんじゃない？とすると、以下のようになります。

SubShader {
　　Tag { "LightMode" = "VertexLMRGBM" }
}
SubShader {
　　Tag { "LightMode" = "VertexLM" }
}

　ところがこれではダメで、LightModeでどうなっててもどうやらSubShaderレベルでは有効なシェーダーとして判別されてしまうようです。なので、やるなら以下のように１つのSubShaderの中に２つをいれてしまいます。

SubShader {
　　Pass {
　　　　Tag { "LightMode" = "VertexLMRGBM" }
　　}
　　Pass {
　　　　Tag { "LightMode" = "VertexLM" }
　　}
}

　こうすると片方は何も描画しないのでうまくいくようです。たしかに実際にうまく表示できました。使わない方のPassのオーバーヘッドが無いのかどうかについては調べきれてないです。GLSL化された後のコードを見れば分かるとは思うんですけどね。

参考１：Alpha-VertexLit.shader
http://dorumon.googlecode.com/svn/trunk/pwars/Assets/Standard%20Assets/DefaultResources/Alpha-VertexLit.shader
参考２：Multiple target platform lightmap shader
http://forum.unity3d.com/threads/75487-Multiple-target-platform-lightmap-shader

Unityのライトマップを別のシーンで使う

　Unityではライトマップはシーンデータに固定されて、他のシーンで使用することが出来ないというのが仕様ですが、他で使用するための方法を考案しました。最初は適当にライトマップを貼れるシェーダー書けばいいんでしょって思ってましたが、どのあたりに制約があるのかわかりました。

　てなわけで、まずはモデルへの焼付けを行います。通常通りモデルやライトをstaticにしてLightmapウィンドウにて焼き付けます。今回はキャラにトップライトを設定して、主にオクルージョンの焼付けをメインにしたような調整で行いました。こうするとある程度キャラに動きが入ってもそこそこ見た目が破綻しないので。

　こんなかんじになります。わかりにくいですが、エプロンの下に影が落ちています。トップライトの影とオクルージョンが入っている感じです。エプロンを腰の後ろで縛っている部分にもオクルージョンが入っていますね。
　試しにこれで動かしてみたら、以下のようになります。（なんか色が違ってますけど、細かいことは気にしないでください。テストレンダリングなので微妙に設定違いだったりするからです）

　で、これを別のシーンにもっていくわけですが、普通だとunity_LightmapSTという値がシーンで管理されているために、正しい描画結果になりません。ライトマップがずれて表示されたりします。このunity_LightmapSTっていう値はどこにどう設定されているのかということですが、LightmapウィンドウのObjectタブを見ると焼き付け後には値が入っていることが分かります。

　下の方にある、Tiling X, Tiling Y, Offset X, Offset Yがそれです。このそれぞれの値がunity_LightmapST.xyzwに入るようにUnityのシステムからシェーダー側へuniform変数として受け渡されます。これを元にシェーダー側ではUV2のスケーリングとオフセットを行なってズレを修正するので、ライトマップが正しく貼れることになります。
　さて、では自前のシェーダーでライトマップ用UV2のズレを修正するには上記の値を何らかの状態で保持しておいてシェーダーに伝達すればいいので、マテリアルのプロパティとして値を追加して持って行く事にしました。以下の用に設定します。（注、自前シェーダーのプロパティなので、普通のシェーダーにはありません）

　ちょっと図が細かいですけど、先ほどの値をマテリアルのLightmapSTのVectorへセットしてあります。ちなみにシェーダーコードは以下の様な感じです。HalfLambert + Lightmap + Ambientにしてあります。

　描画結果はどうなるかというと、以下の様な感じです。ライトマップ焼付けが白のトップライトだったのですが、下の図では横からの赤いライティングでベースに緑が入っているのがわかります。横からの赤いライトがDirectionalLightでHalfLambertになってます。ベースの緑はAmbientですね。ライトマップの影響はほんのりと分かる感じになってます。

　シェーダーコードのことで注意ですが、LightModeはVertexLMRGBMを選択しないと正しくライティングできません。LMRGBMじゃないとライトマップのデコードが出来ないみたいです。とはいってもシェーダーコードの中では特にライトマップとして扱ってるわけでもないんですけどね。謎です。なお、今回はライトマップを１枚で焼き付けましたけど、Dualの場合にはVertexLMを選択することになるみたいです。細かいことは以下を参考に。
　http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-PassTags.html

　とはいえ、unity_LightmapSTに縛られたくない場合には、他の方法も考えられます。
　１，ライトマップの焼付けを3dsmaxやSoftimageなどのDCCツール側で行う。UV2も自前で展開してね。
　２，Unityでライトマップ焼付けた後にunity_LightmapSTの補正をスクリプトで計算して、UV2へ書き戻してしまう。これならunity_LightmapSTの値がシーン違いで失われても問題ありません。マテリアルもモデル毎に増えないしいいかもしれない。
　以上です。