UnityShader使用速度映射圖實現運動模糊

2020-01-24 00:09:00

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供稿：網友

本文實例為大家分享了UnityShader實現運動模糊的具體代碼，供大家參考，具體內容如下

原理：

像素的當前幀的NDC坐標（x,y值由uv映射而來，z值由深度值映射而來）――（使用_CurrentViewProjectionInverseMartix變換，并除以w分量）―― 像素的世界坐標 ――（使用_PreviousViewProjectionMatrix變換，并除以w分量）―― 像素的前一幀的NDC坐標 ―― （當前幀NDC-前一幀NDC）―― 速度

1.此代碼掛在攝像機上，使攝像機運動起來

using UnityEngine; using System.Collections;  public class Translating : MonoBehaviour {   public float speed = 10.0f;  public Vector3 startPoint = Vector3.zero;  public Vector3 endPoint = Vector3.zero;  public Vector3 lookAt = Vector3.zero;  public bool pingpong = true;   private Vector3 curEndPoint = Vector3.zero;   // Use this for initialization  void Start () {  transform.position = startPoint;  curEndPoint = endPoint;  }   // Update is called once per frame  void Update () {  transform.position = Vector3.Slerp(transform.position, curEndPoint, Time.deltaTime * speed);  transform.LookAt(lookAt);  if (pingpong) {   if (Vector3.Distance(transform.position, curEndPoint) < 0.001f) {   curEndPoint = Vector3.Distance(curEndPoint, endPoint) < Vector3.Distance(curEndPoint, startPoint) ? startPoint : endPoint;   }  }  } }

2.此代碼掛在攝像機上

using System.Collections;using System.Collections.Generic;using UnityEngine; public class MotionBlurWithDepthTexture : PostEffectsBase{ public Shader MotionBlurShader; private Material _motionBlurMaterial = null;  public Material Material { get {  _motionBlurMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(MotionBlurShader, _motionBlurMaterial);  return _motionBlurMaterial; } }  //定義運動模糊時模糊圖像使用的大小 [Range(0.0f, 1.0f)] public float BlurSize = 0.5f; //定義一個Camera變量，獲取該腳本所在的攝像機組建，得到攝像機的視角和投影矩陣 private Camera _myCamera;  public Camera Camera { get {  if (_myCamera == null)  {  _myCamera = GetComponent<Camera>();  }  return _myCamera; } }  //定義一個變量保存 上一幀攝像機的視角 * 投影矩陣 private Matrix4x4 _previousViewProjectionMatrix;  //在OnEnable中設置攝像機的狀態，以獲得深度紋理 void OnEnable() { Camera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth; }  void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) { if (Material != null) {  //將模糊大小傳給Shader  Material.SetFloat("_BlurSize", BlurSize);   //使用 視角 * 投影矩陣 對NDC（歸一化的設備坐標）下的頂點坐標進行變換，得到該像素在世界空間下的位置  //計算前一幀與當前幀的位置差，生成該像素的速度   //將 前一幀視角 * 投影矩陣 傳給Shader  Material.SetMatrix("_PreviousViewProjectionMatrix", _previousViewProjectionMatrix);  //計算 當前幀視角 * 投影矩陣  //Camera.projectionMatrix獲得當前攝像機投影矩陣  //Camera.worldToCameraMatrix獲得當前攝像機視角矩陣  Matrix4x4 currentViewProjectionMartix = Camera.projectionMatrix * Camera.worldToCameraMatrix;  //計算 當前幀視角 * 投影矩陣 的逆矩陣  Matrix4x4 currentViewProjectionInverseMartix = currentViewProjectionMartix.inverse;  //將當前幀視角 * 投影矩陣 的逆矩陣 傳遞給Shader  Material.SetMatrix("_CurrentViewProjectionInverseMartix", currentViewProjectionInverseMartix);  //將 當前幀視角 * 投影矩陣 保存為 前一幀視角 * 投影矩陣  _previousViewProjectionMatrix = currentViewProjectionMartix;   Graphics.Blit(src, dest, Material); } else {  Graphics.Blit(src, dest); } }}

3.此Shader賦值給代碼2

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 13/MotionBlurWithDepthTexture"{ Properties { _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} //模糊圖像時使用的參數 _BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0  //這里并沒有聲明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix //是因為Unity并沒有提供矩陣類型的屬性，但仍然可以在CG代碼塊中定義這些矩陣，并從腳本中設置它們 } SubShader { CGINCLUDE #include "UnityCG.cginc"  sampler2D _MainTex; //使用_MainTex_TexelSize變量來對深度紋理的采樣坐標進行平臺化差異處理 half4 _MainTex_TexelSize; //Unity傳遞來的深度紋理 sampler2D _CameraDepthTexture; //聲明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix float4x4 _PreviousViewProjectionMatrix; float4x4 _CurrentViewProjectionInverseMartix; half _BlurSize;  //定義頂點著色器 struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; half2 uv : TEXCOORD0; //添加了用于深度紋理采樣的紋理坐標變量 half2 uv_depth : TEXCOORD1; };  v2f vert(appdata_img v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.texcoord; o.uv_depth = v.texcoord;  //平臺差異化處理 #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP if (_MainTex_TexelSize.y < 0) { o.uv_depth.y = 1 - o.uv_depth.y; } #endif  return o; }  //定義片元著色器 fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{ //使用宏和紋理坐標對深度紋理進行采樣，得到深度值 float d = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth);  //構建當前像素的NDC坐標,xy坐標由像素的紋理坐標映射而來，z坐標由深度值d映射而來 float4 H = float4(i.uv.x * 2 - 1, i.uv.y * 2 - 1, d * 2 - 1, 1); //使用 當前幀的視角 * 投影矩陣 的逆矩陣 對H進行變換 float4 D = mul(_CurrentViewProjectionInverseMartix, H); //把結果除以它的w分量，得到該像素世界空間下的坐標 float4 worldPos = D / D.w;  //像素當前幀NDC坐標 float4 currentPos = H;  //使用 前一幀視角 * 投影矩陣 變換世界空間的的坐標worldPos，并除以它的w分量，得到前一幀的NDC坐標 float4 previousPos = mul(_PreviousViewProjectionMatrix, worldPos); previousPos /= previousPos.w;  //計算當前幀與前一幀在屏幕空間下的位置差，得到該像素的速度 float2 velocity = (currentPos.xy - previousPos.xy) / 2.0f;  //使用速度值對鄰域像素進行采樣，相加后取平均值得到一個模糊效果，使用_BlurSize控制采樣距離 float2 uv = i.uv; float4 c = tex2D(_MainTex, uv); uv += velocity * _BlurSize; for (int it = 1; it < 3; it++, uv += velocity * _BlurSize) { float4 currentColor = tex2D(_MainTex, uv); c += currentColor; } c /= 3;  return fixed4(c.rgb, 1.0); } ENDCG  Pass { ZTest Always Cull Off ZWrite Off CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag  ENDCG } } Fallback Off}