Unity3D學習筆記11——後處理

2022-08-12 06:07:05

1. 概述

一般來說,圖形渲染引擎都會把幀緩衝(Framebuffer)技術封裝成兩個介面,其中之一就是後處理(Post-process)。直觀來理解,後處理指的是場景在渲染完成之後,不進入螢幕的顏色緩衝區,而是暫時進入幀緩衝區;在對幀緩衝區的畫面進行處理之後,再進入顏色緩衝區被螢幕顯示出來。這個步驟只處理二維的畫面,所以有點像影象處理的過程,或者可以看成對二維畫面進行PS。

2. 詳論

2.1. 實現

第一點需要明確的是,Unity後處理既不是寫在指令碼類MonoBehaviour的Start()中,也不是寫在Update()中,而是寫在專門的函數OnRenderImage()中。這是由內建渲染流水線決定的:在相機渲染整個場景完成之後,最後再進行全螢幕後期處理效果。因而,處理後處理的指令碼,需要Camera元件。

在Unity中建立隨意一個場景,建立一個指令碼掛到Camera遊戲物件上:

using UnityEngine;

[ExecuteInEditMode]
[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class Note11Main : MonoBehaviour
{
    public Material material;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }

    private void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
    {       
        Graphics.Blit(source, destination, material);
    }
}

傳入的材質使用的Shader為:

Shader "Custom/PostProcessingTest"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        // No culling or depth
        Cull Off ZWrite Off ZTest Always

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            sampler2D _MainTex;

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
				if(i.uv.x>0.5f)
				{
					discard;
				}
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // just invert the colors
                col.rgb = 1 - col.rgb;			
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

最終的效果為:

2.2. 解析

需要理解的是,後處理的Shader雖然大部分都是在片元著色器中寫,但是後處理本質上還是一個或者多個渲染指令,只要是渲染指令,就要經過從頂點著色器到片元著色器的過程。實際上,後處理的一個指令就是繪製了一個螢幕大小的矩形,紋理是幀緩衝中儲存的場景畫面。理解這一點,才能理解後處理是一個全螢幕幕操作,與具體的三維物體無關。

在這個例子中,在片元著色器中把顏色取反,所以最終整個螢幕的顏色RGB顛倒了;設定紋理座標在X方向上的值大於一半時不顯示,所以整個螢幕的右邊就不顯示顏色。

可以在Frame Debug中看到這個後處理指令:

程式碼地址