GodotのPost Processing（後処理）の基本
後処理とは
Godotにおける後処理（Post Processing）は、レンダリングパイプラインの最終段階で、画面に描画された画像に対して追加の効果を適用する技術です。これにより、ゲームのビジュアル表現を豊かにし、特定の芸術的なスタイルを確立したり、ゲームプレイに没入感を与えることが可能になります。例えば、色調補正、ブルーム、被写界深度、モーションブラー、アンチエイリアスといった効果が後処理によって実現されます。
後処理の仕組み
後処理は、一般的に以下のステップで実行されます。
1. 通常のレンダリング
まず、ゲーム内の3Dオブジェクトや2Dスプライトなどが通常通りレンダリングされ、フレームバッファと呼ばれる一時的な画像バッファに描画されます。この時点では、まだ後処理の効果は適用されていません。
2. 後処理シェーダーの適用
レンダリングされた画像は、後処理シェーダーと呼ばれる特別なプログラムに渡されます。このシェーダーは、入力として受け取った画像をピクセル単位で処理し、所定の効果を適用します。Godotでは、このシェーダーをShaderMaterialとして作成し、CanvasItemノード（Sprite, Controlノードなど）やMeshInstanceノードに適用することができます。
3. 最終的な出力
後処理シェーダーによって加工された画像が、最終的な画面出力となります。
Godotにおける後処理の実装方法
Godotで後処理を実装するには、主に以下の方法があります。
1. ViewportノードとCameraノードの活用
最も一般的で柔軟な方法は、ViewportノードとCameraノードを組み合わせて使用することです。特定のNodeツリー（例えば、ゲームの主要なシーン）をViewportノードの中に配置し、そのViewportにアタッチされたCameraでレンダリングします。そして、このViewportのテクスチャを別のSpriteノードなどに表示させ、そのSpriteノードに後処理シェーダーを適用します。この方法では、後処理を適用したい対象を細かく制御できます。
ViewportContainerの利用
より簡単にViewportを画面全体に表示したい場合は、ViewportContainerノードを使用すると便利です。これは、Viewportを子ノードとして持ち、そのViewportのレンダリング結果を自身に合わせてスケーリングして表示します。
2. PostProcessノード（カスタム実装）
Godotのコア機能としては、直接的な「PostProcess」ノードは提供されていませんが、上記のようなViewportとシェーダーの組み合わせをラップしたカスタムノードを作成することで、より使いやすい後処理コンポーネントとして再利用することが可能です。
後処理シェーダーの基本
後処理シェーダーは、GLSL（OpenGL Shading Language）またはGodot Shader Languageで記述されます。基本的な構造は以下のようになります。
shader_type canvas_item; // 2D用のシェーダーの場合
// shader_type spatial; // 3D用のシェーダーの場合
uniform sampler2D SCREEN_TEXTURE : hint_screen_texture, filter_linear_mipmap; // 描画された画面のテクスチャ
void fragment() {
vec4 screen_color = texture(SCREEN_TEXTURE, UV);
// ここに後処理の効果を適用するコードを記述
// 例：色調補正
// screen_color.rgb = screen_color.rgb * vec3(1.2, 1.0, 0.8);
COLOR = screen_color; // 最終的な色を設定
}
SCREEN_TEXTURE
SCREEN_TEXTUREは、現在描画されている画面のテクスチャを表す組み込み変数です。このテクスチャからピクセル情報を読み取り、加工します。
UV
UVは、テクスチャ座標を表します。これは、画面上の現在のピクセルの位置に対応します。
fragment()関数
fragment()関数は、各ピクセルに対して実行される処理を記述します。ここで、SCREEN_TEXTUREから色を読み取り、加工し、COLOR変数に代入することで、画面の色を決定します。
代表的な後処理エフェクト
Godotで実装可能な代表的な後処理エフェクトには以下のようなものがあります。
色調補正（Color Correction）
明るさ、コントラスト、彩度、色相などを調整します。ゲームの雰囲気を大きく左右する重要なエフェクトです。
ブルーム（Bloom）
明るい部分が周囲に滲むような効果で、光源の強さを表現したり、幻想的な雰囲気を演出したりします。
被写界深度（Depth of Field – DOF）
カメラのピントが合っている部分以外をぼかす効果で、写真や映画のような表現を可能にし、視覚的な奥行きや焦点を強調します。
モーションブラー（Motion Blur）
オブジェクトの動きに合わせて残像のような効果を加えることで、スピード感や臨場感を高めます。
アンチエイリアス（Anti-Aliasing）
エッジのジャギー（ギザギザ）を目立たなくし、滑らかな描画を実現します。FXAAやSMAAといったアルゴリズムが利用されることがあります。
グレイン（Grain）
フィルムのようなザラつきを加えることで、レトロな雰囲気やリアリティを演出します。
ビネッティング（Vignette）
画面の端を暗くすることで、中央の被写体に視線を集めたり、没入感を高めたりします。
まとめ
Godotの後処理は、ゲームのビジュアルクオリティを格段に向上させるための強力なツールです。主にViewportノードとカスタムシェーダーを組み合わせて実装され、色調補正、ブルーム、被写界深度など、多岐にわたるエフェクトを適用することができます。これらのエフェクトを適切に活用することで、プレイヤーの没入感を深め、ゲームの世界観をより豊かに表現することが可能になります。後処理シェーダーの理解と実践は、Godotでのゲーム開発において、より洗練されたグラフィックスを目指す上で不可欠と言えるでしょう。
