コンピューターゲームで魅力的な視覚効果を作成できる豊富なテクニックにもかかわらず、シェーダーには、パーティクルやフレームごとのアニメーションなどの一般的なツールと比較して多くの利点があります。
コンピューターゲームの特殊効果の作成における独自のシェーダーの役割
Unityには、数回クリックするだけで簡単な光学変換を作成できるツールがあります。 Unity Asset Storeの一連の標準スクリプトを使用すると、ゲームに雰囲気を追加し、開発プロセスを大幅に加速できる、多種多様な特殊効果を取得できます。
オリジナルの視覚効果を作成するタスクに直面している場合はどうしますか？ ゲームやそのステージのいずれかを特に思い出深いものにする必要がある場合は？ ここでは、独自のシェーダーを作成せずに行うことはできません。 zGamesが開発したゲームCircle of Lifeの例に関する特定の状況を考えてください。 このゲームでは、球体領域であるアニメーションオブジェクトに特別な重点を置く必要がありました。 ゲームプレイにはすでに十分な数の単純な効果が豊富にあったため、この要素は特別な視覚的変換の助けを借りて強調する必要がありました。 計画された視覚効果を作成するための標準ツールでは十分ではなかったため、独自のシェーダーを開発することが決定されました。 その結果、最終オブジェクトは、タッチスクリーン上での指の保持に反応し、音量が大きくなり、構造が変化します。 ユニークな視覚的変化のおかげで、この球状の領域はゲームの重要な要素の1つになりました。プレイヤーの注意はそこにあります（以下はゲームCircle of Lifeのメインオブジェクトのシェーダーアニメーションです）。
ゲームでシェーダーを使用することの長所と短所
シェーダーの使用は、あらゆる種類のゲームの開発に非常に役立ちます。 ゲームの要素の1つを特別な方法で強調表示するとします。 キャラクターメイジによって発射される巨大な火の玉、またはプレイヤーが長い間探し求めてきた非常に強力な武器のショットです。 または、暗黒街から火の剣を振って悪魔の周りの空気の歪みを表示するだけですか。 ここではパーティクルを使用できません。また、フレームごとのアニメーションは非常に時間と予算を消費するか、単調すぎるように見えます。 したがって、ここではシェーダーに基づいたエフェクトの使用が最も歓迎されます。 以下は、Hearthstoneの静的マップに適用されたシェーダー効果の例です。 特殊効果のあるカードは「ゴールド」と同等であり、コレクタープレイヤーにとって魅力的なトロフィーです。
マイナー要素用のユニークなシェーダーを作成することは実用的ではありません。 まず、シェーダープログラミングも非常に面倒なプロセスです。 第二に、ここではかなりの開発努力が行われ、リターンは非常に条件付きになる可能性があります。プレーヤーは効果を最大で一度しか見ることができないか、まったく気付かないかもしれません。 そして第三に、セカンダリオブジェクトの一意のシェーダーは、本当に重要なオブジェクトから注意をそらす可能性があります。 ゲーム「メタルプラネット」のスクリーンショットでは、シェーダーが左側のターコイズブルーの窓を照らしています（二次要素）。 同じ効果が右側のオブジェクトにも適用されます。これらは実際にはメインのインタラクティブな要素です。 その結果、注意の焦点は世界の重要な（現在の）部分からシフトします。
別の例を考えてみましょう。 ポータル、接触点、およびその他の宇宙起源の要素を持つ平行世界の周りにプロットが構築されているゲームを作成しているとします。 あなたは、空間をゆがめる洞窟内の発光クリスタル用のユニークなシェーダーを開発しました。 クリスタルの視覚的なアクセントにより、プレイヤーはこのオブジェクトがメインストーリーラインで重要である、または「イースターエッグ」（発見される秘密）であるという印象を得ることがありますが、これはインテリアの装飾要素にすぎません。 結局、これはプレイヤーを混乱させるだけでなく、もし彼が無料で研究に時間を費やさなければならないと失望させることさえできます。 その結果、「フロー」（ゲームプロセスへの没入状態）が侵害されます。 以下はゲームPerimeterの例です。 ここでシェーダーはあまりにも多くの美しさを作成します。 重要な情報がどこに集中しているのか（タワーのカバーエリア）、視覚的な多様性に効果が単純に適用されている場所は不明になります。 プレーヤーは、ゲームシーンでの操作がより困難です。 状況を理解し、意思決定を行うためにより多くの時間を費やす必要があります。
したがって、シェーダーを開発することの長所と短所を考慮して、この手法を使用することの適切性と適切性をより慎重に検討する価値があります。
シェーダーの開発のための人件費の評価：起こりうる困難
シェーダー開発をマスターし始めたばかりの場合は、目的の効果を実装するためのコストの適切な見積もりをコンパイルするのは簡単な作業ではありません。 まず、数学の十分な知識と、プロセスの物理、グラフィックスパイプライン、機器の操作、画像処理アルゴリズムなどの理解が必要です。 たとえば、ノーマル/バンプマッピングエミュレーションテクニックをうまく使用するには、プログラマは光の反射と屈折の法則を知って理解する必要があります。 スペシャリストは、これらの法則を、基本的に平面と光源で機能するコードで実装できる必要があります（通常のマッピング手法の使用例を以下に示します）。
次に、プログラムのデバッグに必要な時間を評価に含める必要があります。 結局のところ、すぐに理想的に機能するシェーダーを作成することはほとんどありません。 シェーダーと従来のソフトウェアの開発プロセスは異なることを覚えておく必要があります。 システムアプリケーションには、それらを効率的にデバッグするための多くのツールがあります。 シェーダーをデバッグするためのツールについて言うことはできません。 3Dオブジェクトのピクセルごとに、プログラムを1秒間に50回実行できます。 プログラムの正しい動作を確認するために、特定の場所でそのようなプロセスを停止することは非常に困難です。 現在、統合されたグラフィカルデバッガーを備えたMicrosoft Visual Studio拡張機能がシェーダーのデバッグに使用されています。 シェーダー開発の方法にあるもう1つの困難は、最終結果がそれ自体およびゲームプロセスでどのように見えるかについての明確なアイデアの欠如です。 それを洗練するか、さらには再開発する必要があるかもしれません。 したがって、評価を作成する際には、この点も考慮する必要があります。
これに加えて、ゲームが設計されているプラットフォームの知識と、グラフィック要素（モバイルデバイス、WebGL、スマートテレビ、コンソール、拡張現実または仮想現実デバイス）を表示する能力の必要性があります。 したがって、プロジェクトの進行に大きく影響する可能性のある最も重要な要因のリストを受け取ります。
開発プロセスについて少し
シェーダーの開発には、専門的なプログラミング言語の開発、物理学と数学の多くのセクションの所有だけでなく、ゲーム製品の開発段階の理解も必要です。 ゲームデザイナーはプロジェクトの重要なリンクです-作成された要素と機能が構想されたコンセプトのフレームワークに収まるようにします。 アーティストは、ゲームのグラフィックとスタイルの研究を担当しています。 プログラマーは、ゲームデザイナーとアーティストのビジョンに従ってエフェクトを実装するオプションを提供します。 プロジェクトマネージャーは、ゲームデザイナーの意図とその実装に費やされる時間との間に生じる可能性のある矛盾の解消を監視します。
仮想現実と拡張現実のシェーダーとデバイス
複雑な視覚効果を送信する可能性が非常に大きいため、仮想現実および拡張現実のデバイスは、コンピューターゲーム用の人気のあるガジェットのランクで既にリードしています。 間違いなく、シェーダーはこれらのウェアラブルデバイス用に開発されたゲームのオブジェクトにリアリズムを追加します。 しかし、今日では、すべてのVRまたはARヘルメットが、ハードウェアの制限のために複雑なシェーダーに基づいた効果を再現できるわけではありません-不十分な強力なビデオカードとプロセッサ。 さらに、すべてのVRおよびARプラットフォームがネイティブシェーダーのプログラミングに必要なすべての機能を提供するわけではありません。 それにもかかわらず、仮想現実および拡張現実デバイスの業界は急速に発展し続けています。 シェーダーに基づく複雑な視覚効果を使用した高品質の3Dコンテンツの外観は、近い将来にあります。
まとめると
視覚範囲をさらに多様化する必要がある場合、グラフィックをより複雑にする場合、または表面からの光のもっともらしい反射、オブジェクトの歪み、水中の光の屈折、オブジェクトの内部構造の透過など、グラフィックのリアリズムを実現する場合は、元の開発ここのシェーダーが最適です。
不必要な場所での余分な効果は、プレーヤーの注意をそらし、プロセスを損なうことさえあることを覚えておく必要があります。 ゲームの参加者が視覚的なフィードバックを使用して行われるアクションに関する情報を受け取らない場合、またはゲームで使用される効果が二次オブジェクトに重点を置く場合、このプロセスは不明瞭で矛盾します。 結果として-プレイヤーの混乱、ゲームへの興味の喪失。
一般に、ゲーム開発でシェーダーを使用すると、プロジェクトの期間と予算が増加し、ゲームが作成されるゲームプラットフォームの使用に特定の制限が課せられます。 しかし、これらの不利な点を補う以上の1つの議論の余地のない利点があります。すなわち、グラフィックの疑いのない品質と効果の一意性です。