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Synaptic AI Pro - シェーダーアップグレード計画
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作成日: 2025-12-01
目標: Asset Storeで販売可能なクオリティ / 原神レベルのアニメ表現
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■ 調査結果サマリー
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【参考資料】
- 原神 GDC 2021: "Erta Gao -Erta Gao | GDC Talk -Erta Gao"
- HoyoToon / StarRailNPRShader (オープンソース)
- Guilty Gear Strive / Arc System Works GDC資料
- Asset Store: Flat Kit, Toony Colors Pro 2
【競合分析】
- Flat Kit: $49 - シンプルなフラットシェーディング、使いやすさ重視
- Toony Colors Pro 2: $50 - 多機能、Shader Generator付き
- UTS2 (Unity-chan Toon Shader): 無料 - 日本アニメ向け基本機能
【原神の主要技術】
1. SDFフェイスシャドウ: 9段階補間ライトマップで滑らかな顔影
2. Kajiya-Kayヘアモデル: 二重スペキュラ + タンジェントシフトマップ
3. デュアルカラーSSS: 光側は黄色、影側は赤のグラデーション
4. Parallax Eye: 深度オフセット + 瞳孔拡張 + 多層反射
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■ Phase 1: ToonPro 完全版 (優先度: 最高)
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【理由】
- Asset Store需要が最も高い
- 原神人気でアニメシェーダー注目度上昇
- 差別化ポイントを作りやすい
【実装項目】
1. SDFフェイスシャドウシステム
- 9方向ライトマップ生成ツール (Editor拡張)
- SDF補間による滑らかな影遷移
- 鼻影の独立制御
ファイル: SynapticToonPro.shader, SDFGenerator.cs
2. Kajiya-Kayヘアシェーダー
- Primary/Secondary Specular
- タンジェントシフトマップサポート
- 異方性ハイライト
ファイル: SynapticHairPro.shader (新規)
3. Parallax Eyeシェーダー
- 深度オフセットによる立体感
- 瞳孔サイズ制御
- 環境マップ反射
- ハイライトレイヤー
ファイル: SynapticEyePro.shader (新規)
4. アウトラインシステム強化
- Screen Space Edge Detection
- Inverted Hull (現行)
- ハイブリッド対応
- 距離に応じた太さ制御
ファイル: SynapticToonPro.shader
5. デュアルカラーSSS
- ライト側: 暖色グラデーション
- シャドウ側: 寒色グラデーション
- ランプテクスチャ対応
ファイル: SynapticToonPro.shader
6. リムライト拡張
- Standard Rim
- Fresnel Rim
- Depth-based Rim
- Directional Rim
- View-dependent Rim
ファイル: SynapticToonPro.shader
【Editorツール】
- SDF Generator Window
- Ramp Texture Editor
- Material Preset Manager
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■ Phase 2: WaterPro + GrassPro 強化
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【WaterPro改善】
1. FFT Ocean Waves
- Tessendorf FFT実装
- Phillips/JONSWAP スペクトラム
- Compute Shader計算
ファイル: SynapticWaterPro.shader, FFTOcean.compute
2. GPU Caustics
- ライトからのレイキャスト
- カスタムパターンサポート
ファイル: SynapticCaustics.compute
3. Underwater God Rays
- ボリューメトリックライト
- 減衰制御
ファイル: SynapticWaterPro.shader
4. Quadtree Tessellation
- 距離ベースLOD
- カメラ視錐台カリング
ファイル: SynapticWaterPro.shader
5. Hi-Z SSR
- 階層的Zバッファトレーシング
- パフォーマンス最適化
ファイル: SynapticSSR.compute
【GrassPro改善】
1. Compute Shader Instancing
- GPU駆動インスタンシング
- 大量描画対応 (100万本+)
ファイル: SynapticGrassPro.shader, GrassInstancer.compute
2. 風システム強化
- Perlin Noise + Turbulence
- グローバル風方向
- ローカル風ゾーン
ファイル: SynapticGrassPro.shader
3. タイルベースLOD
- 距離に応じた密度制御
- シームレス遷移
ファイル: GrassRenderer.cs
4. インタラクション
- 踏みつけ変形
- 刈り取り/再生
ファイル: GrassInteraction.cs
5. カリング最適化
- Frustum Culling
- Occlusion Culling
- GPU Indirect Drawing
ファイル: GrassInstancer.compute
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■ Phase 3: Effects + Sky 強化
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【SkyPro改善】
1. Volumetric Clouds
- Ray Marching実装
- Worley + FBM Noise
- 16フレーム時間再構成
ファイル: SynapticSkyPro.shader, CloudNoise.compute
2. 物理ベース大気散乱
- Rayleigh散乱
- Mie散乱
- 時刻変化
ファイル: SynapticSkyPro.shader
3. 銀縁効果 (Silver Lining)
- 雲の縁の光
- God Rays
ファイル: SynapticSkyPro.shader
【DissolvePro改善】
1. 方向選択UI
- X/Y/Z軸選択
- カスタム方向ベクトル
- 球状ディゾルブ
ファイル: SynapticDissolvePro.shader
2. 多層エッジグロー
- 内側/外側グロー
- カラーグラデーション
- パーティクル連携
ファイル: SynapticDissolvePro.shader
3. バーンテクスチャ統合
- カスタムパターン
- アニメーション対応
ファイル: SynapticDissolvePro.shader
【ShieldPro改善】
1. マルチヒットリップル
- 複数衝撃波管理
- C#コントローラー
ファイル: SynapticShieldPro.shader, ShieldController.cs
2. インターセクション強化
- Overwatch風グロー
- ソフトブレンド
ファイル: SynapticShieldPro.shader
3. パターン拡張
- Voronoi
- カスタムテクスチャ
- アニメーション
ファイル: SynapticShieldPro.shader
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■ 新規シェーダー候補
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1. SynapticHairPro.shader - アニメヘア特化
2. SynapticEyePro.shader - 瞳シェーダー
3. SynapticClothPro.shader - 布・衣服シェーダー
4. SynapticHologramPro.shader - ホログラムエフェクト
5. SynapticPortalPro.shader - ポータルエフェクト
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■ Editorツール
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1. SDFGenerator.cs
- 顔メッシュからSDF生成
- 9方向ライトマップ出力
- プレビュー機能
2. RampEditor.cs
- グラデーションランプ作成
- プリセット管理
- リアルタイムプレビュー
3. FlowMapPainter.cs
- フローマップペイント
- 方向可視化
- エクスポート機能
4. NoiseGenerator.cs
- 各種ノイズ生成
- チャンネルパッキング
- タイル化対応
5. MaterialPresetManager.cs
- プリセット保存/読込
- カテゴリ管理
- 一括適用
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■ 実装状況 (2025-12-01 完了)
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【Phase 1 完了】ToonPro + Character Shaders
✅ SynapticHairPro.shader - Kajiya-Kay二重スペキュラ、SSS、風アニメーション
✅ SynapticEyePro.shader - Parallax虹彩、瞳孔拡張、コースティクス、ハイライト
✅ SynapticToonPro.shader強化:
- デュアルカラーSSS (Genshin Style)
- 5種類のリムライト (Standard, Fresnel, Depth, Directional, View)
- 距離フェード対応アウトライン
【Phase 2 完了】Water + Grass
✅ GrassInstancer.compute - GPU駆動インスタンシング、LOD、カリング
✅ GrassRenderer.cs - Compute Shader連携、100万本以上対応
【Phase 3 完了】Effects + Sky + Controllers
✅ CloudNoise.compute - Worley/Perlin FBM 3Dノイズ生成
✅ DissolveController.cs - 方向制御、パーティクル連携、イベント
✅ ShieldController.cs - マルチヒットリップル、ダメージ状態、再生
【LLM操作対応 完了】NexusExecutor統合 (すべてLLMから直接操作可能)
✅ GENERATE_SDF_TEXTURE - SDFフェイスシャドウテクスチャ生成
✅ GENERATE_RAMP_TEXTURE - シャドウランプテクスチャ生成 (8プリセット)
✅ GENERATE_CLOUD_NOISE - 3Dクラウドノイズテクスチャ生成
✅ ADD_DISSOLVE_CONTROLLER - DissolveController追加
✅ ADD_SHIELD_CONTROLLER - ShieldController追加
✅ ADD_GRASS_RENDERER - GrassRenderer追加
✅ TRIGGER_DISSOLVE - ディゾルブ効果トリガー
✅ TRIGGER_SHIELD_HIT - シールドヒット効果トリガー
✅ CREATE_WATER - 水システム作成 (ocean/pool/river)
※ エディターメニュー削除済み - すべてLLM経由で操作
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■ 品質目標
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【最低目標】
- Asset Store上位シェーダーと同等機能
- Flat Kit / Toony Colors Pro 2 を超える専門性
【理想目標】
- 原神/崩壊スターレイル相当のビジュアル
- HoyoToon同等の機能をワンパッケージで提供
- LLM連携による差別化
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