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Unity初学者实践与提高---URP下显示深度图

Unity初学者实践与提高---URP下显示深度图

作者: duanoldfive | 来源:发表于2022-06-24 15:07 被阅读0次
    效果

    深度图


    实际上这个深度值并不是均匀分布的
    深度缓冲ZBuffer包含了一系列介于 0.0 和 1.0 之间的深度值,通常用于做深度测试(depth test),判断遮挡关系的关键数据,虽然我们看不见它,但是它一直存在于显存中,并每帧更新,在URP前向渲染中,一般(当然还有二班的情况,先不展开)是实体渲染完,会有一个CopyDepth的动作(延迟渲染在G-Buffer中自然包含深度信息),这里就是把ZBuffer的数据Copy到一张叫做_CameraDepthTexture的渲染纹理上,供Shader访问,所以这之后,在Shader中就可以通过_CameraDepthTexture访问深度图了,所以我们可以把它的信息提取出来,显示在屏幕上,以便有个更直观的认识。好了,开整:

    确保有深度图

    选择当前配置,勾选深度图选项:


    确定配置

    首先确定当前平台,默认质量等级,该等级下用的哪个配置,然后勾选该配置的深度图选项:


    勾选深度图
    同时保证相机里面的深度图设置采用了URP管线设置。
    相机设置

    准备工作

    创建RawImage用以显示深度图,确保控件占全屏并且随分辨率大小自动适配


    创建RawImage

    创建材质,Shader,并关联到RawImage,Shader代码如下:

    Shader "Unlit/ShowDepthShader"
    {
        Properties
        {
            _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        }
        SubShader
        {   
            //URP下实体渲染完毕才会写入深度图,所以想访问它就要在Transparent里面访问
            Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue" = "Transparent" "RenderPipeline" = "UniversalPipeline"}
            LOD 100
    
            Pass
            {
                HLSLPROGRAM
                #pragma vertex vert
                #pragma fragment frag
                
                
                #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
                
    
                TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);
                SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);
    
                struct appdata
                {
                    float4 vertex : POSITION;
                };
    
                struct v2f
                {
                    float4 vertex : SV_POSITION;
                    float4 screenPos : TEXCOORD0;
                };
    
                v2f vert(appdata v)
                {
                    v2f o;
                    o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex);  //到裁切空间
                    o.screenPos = ComputeScreenPos(o.vertex);   //屏幕空间的齐次坐标
                    return o;
                }
                
    
                half4 frag(v2f v) : SV_Target
                {
                    float2 screenPos = v.screenPos.xy / v.screenPos.w;  //计算屏幕空间的UV(去齐次)
                    float depth = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, screenPos).r; //采样深度
                    float depthValue = Linear01Depth(depth, _ZBufferParams);    //转换深度到0-1区间灰度值
                    return float4(depthValue, depthValue, depthValue, 1.0); //返回显示灰度颜色
                }
            ENDHLSL
            }
        }
    }
    

    这里面要注意的是,URP下实体渲染完毕才会写入深度图,所以想访问它就要在Transparent渲染队列中,所以注意Shader的Tags.
    另外VertexShader中计算的屏幕坐标是齐次坐标,要换成真正的屏幕UV坐标,要去齐次。
    深度值一般(一样有二班)写在深度贴图的r通道,所以我们采样出来后只取其r就好了。
    因为在透视投影中,深度值并不是线性的,所以要转换成线性灰度图,就要做一个线性转换,Unity为我们提供好了转换函数: Linear01Depth

    运行项目:


    效果

    上图就是以灰度显示的深度图信息,越黑的地方离摄像机越近,越亮的地方离摄像机越远。

    今天就到这里吧。最后给出项目源码地址:显示深度图信息

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