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Unity5新版Shader模板源码解析&运动模糊(径向

Unity5新版Shader模板源码解析&运动模糊(径向

作者: ysl176 | 来源:发表于2017-08-29 20:46 被阅读390次

    转自: http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/49405909

    原始场景效果图:


    开启运动模糊特效后的场景效果图:

    图先就上这两张。文章末尾有更多的运行截图,并提供了源工程的下载。先放出可运行的exe下载,如下:

    【可运行的exe游戏场景请点击这里下载试玩】

    好的,正文开始。

    一、Unity5中新的Shader体系简析

    Unity5和之前的书写模式有了一定的改变。Unity5时代的Shader Reference官方文档也进一步地变得丰满。
    主要需要了解到的是,在原来的Unity中,若想要新建一个Shader源文件,不考虑compute shader的话,仅有一种Shader模板供选择。而自从Unity5.1起(好像是Unity5.1)
    想在Unity5.1之后的版本中新建Shader,【右键在Project窗口中单击】->【Create】,会出现如下的四个选项:


    而由于暂时不考虑compute shader。所以,新版Unity中有三种基本的Shader模板分别为:

    Standard Surface Shader标准表面着色器
    Unlit Shader 无灯光着色器
    Image Effect Shader 图像特效着色器

    二、Unity5中新的Shader模板源码解析

    下面,对Unity5中三种基本Shader模板进行逐行注释与思路解析。
    可以点击这里跳转到Github,查看详细注释好的三种Shader模板的源码。

    2.1 标准表面着色器(Standard Surface Shader)模板源码解析

    在Unity中,我们若要实现新的表面着色器时,可以根据这个模板,进行一步添加子着色器和新的参数与特性。
    这个Shader模板的脉络很清晰,先是定义一些属性,然后在SubShader中设置渲染模式,层次细节LOD的值,然后开启一个CG编程语言模块,写一些编译指令#pragma,声明一下变量让属性值在CG块中可见,定义输入结构,然后填充一下表面着色函数即可。注意:专门强调一句,SurfaceShader不能使用Pass,一使用就报错,我们直接在SubShader中实现和填充代码就可以了。
    Standard Surface Shader模板详细注释的Shader代码如下:

    [cpp] view plain copy

    Shader "浅墨Shader编程/Volume8/Surface Shader模板"
    {
    //------------------------------------【属性值】------------------------------------
    Properties
    {
    //主颜色
    _Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
    //主纹理
    _MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
    //光泽度
    _Glossiness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
    //金属度
    _Metallic("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }

       //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
       SubShader  
       {  
              //【注意:Surface Shader不能使用Pass,直接在SubShader中实现即可】  
    
              //渲染类型设置:不透明  
              Tags{"RenderType" = "Opaque" }  
    
              //细节层次设为:200  
              LOD200  
    
              //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
              CGPROGRAM  
    
              //编译指令:告知编译器表明着色函数的名称为surf  
              //Standard表示光照模型为Unity标准版光照模型  
              //fullforwardshadows表示在正向渲染路径中支持所有阴影类型  
              #pragma surface surf Standard fullforwardshadows  
    
              //编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0  
              #pragma target 3.0  
    
              //变量的声明  
              sampler2D _MainTex;  
    
              //表面输入结构体  
              struct Input  
              {  
                     float2 uv_MainTex;//纹理坐标  
              };  
    
              //变量的声明  
              half _Glossiness;  
              half _Metallic;  
              fixed4 _Color;  
    
              //--------------------------------【表面着色函数】-----------------------------  
              //输入:表面输入结构体  
              //输出:Unity内置的SurfaceOutputStandard结构体  
              //SurfaceOutputStandard原型如下:  
              /* 
                     struct SurfaceOutputStandard 
                     { 
                            fixed3 Albedo;                  // 漫反射颜色 
                            fixed3 Normal;                  // 切线空间法线 
                            half3 Emission;                 //自发光 
                            half Metallic;                           // 金属度;取0为非金属, 取1为金属 
                            half Smoothness;             // 光泽度;取0为非常粗糙, 取1为非常光滑 
                            half Occlusion;                 // 遮挡(默认值为1) 
                            fixed Alpha;                      // 透明度 
                     }; 
              */  
              //---------------------------------------------------------------------------------  
              void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)  
              {  
                     //【1】漫反射颜色为主纹理对应的纹理坐标,并乘以主颜色  
                     fixed4c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;  
                     //【2】将准备好的颜色的rgb分量作为漫反射颜色  
                     o.Albedo= c.rgb;  
                     //【3】金属度取自属性值  
                     o.Metallic= _Metallic;  
                     //【4】光泽度也取自属性值  
                     o.Smoothness= _Glossiness;  
                     //【5】将准备好的颜色的alpha分量作为Alpha分量值  
                     o.Alpha= c.a;  
              }  
    
              //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
              ENDCG  
       }  
       //备胎为漫反射  
       FallBack"Diffuse"  
    

    }

    接着来看Unity5的第二种Shader模板,无灯光着色器(Unlit Shader)模板。

    2.2 无灯光着色器(Unlit Shader)模板源码解析

    Unlit Shader,简单来说,就是直接采用漫反射纹理,不考虑场景中的任何灯光效果。使用无灯光着色器的话,也就不能使用任何镜面或者法线效果了。Unlit系的Shader基本原理和其他Shader无异,但是计算量更小,更快速,更高效。
    而在Unity内置的各种着色器中,有如下的四种是Unlit系的:


    好的,已经稍微解释了下什么是Unlit Shader。下面一起看一下Unity为我们提供的无灯光着色器模板的代码:

    [cpp] view plain copy

    Shader "浅墨Shader编程/Volume8/无灯光着色器(Unlit Shader)模板"
    {
    //------------------------------------【属性值】------------------------------------
    Properties
    {
    //主纹理
    _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
    }

       //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
       SubShader  
       {  
              //渲染类型设置:不透明  
              Tags{ "RenderType"="Opaque" }  
    
              //细节层次设为:100  
              LOD 100  
    
              //--------------------------------唯一的通道-------------------------------  
              Pass  
              {  
                     //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
                     CGPROGRAM  
    
                     //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称  
                     #pragma vertex vert  
                     #pragma fragment frag  
    
                     //着色器变体快捷编译指令:雾效。编译出几个不同的Shader变体来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数)  
                     #pragma multi_compile_fog  
    
                     //包含头文件  
                     #include"UnityCG.cginc"  
    
                     //顶点着色器输入结构  
                     struct appdata  
                     {  
                            float4 vertex : POSITION;//顶点位置  
                            float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标  
                     };  
    
                     //顶点着色器输出结构  
                     struct v2f  
                     {  
                            float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标  
                            UNITY_FOG_COORDS(1)//雾数据  
                            float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置  
                     };  
    
                     //变量声明  
                     sampler2D _MainTex;  
                     float4 _MainTex_ST;  
                      
                     //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------  
                     //输入:顶点输入结构体  
                     //输出:顶点输出结构体  
                     //---------------------------------------------------------------------------------  
                     v2f vert (appdata v)  
                     {  
                            //【1】实例化一个输入结构体  
                            v2f o;  
                            //【2】填充此输出结构  
                            //输出的顶点位置(像素位置)为模型视图投影矩阵乘以顶点位置,也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口  
                            o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);  
                            //【3】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏,根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置(按比例进行二维变换)                   
                            o.uv= TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);  
                            //【4】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏处理雾效,从顶点着色器中输出雾效数据  
                            UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);  
    
                            //【5】返回此输出结构对象  
                            return o;  
                     }  
                      
                     //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------  
                     //输入:顶点输出结构体  
                     //输出:float4型的像素颜色值  
                     //---------------------------------------------------------------------------------  
                     fixed4 frag (v2f i) : SV_Target  
                     {  
                            //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值  
                            fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);  
    
                            //【2】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏启用雾效  
                            UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord,col);             
    
                            //【3】返回最终的颜色值  
                            return col;  
                     }  
    
                     //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
                     ENDCG  
              }  
       }  
    

    }

    不难分析得到,无灯光着色器是一种顶点&片段着色器,这边模板给出的是单子着色器,单通道的写法。

    并且,无灯光着色器中使用了一些UnityCG.cginc头文件中内置的宏,比如说TRANSFORM_TEX、UNITY_TRANSFER_FOG、UNITY_APPLY_FOG。接下来分别把这三个宏简单解释一下。

    2.2.1 TRANSFORM_TEX宏

    TRANSFORM_TEX宏的定义为:

    [cpp] view plain copy

    define TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy *name##_ST.xy + name##_ST.zw)

    其位于UnityCG.cginc(Unity5.2.1版本)的第266行。其可以根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置(按比例进行二维变换),组合上上文中定义的float4 _MainTex_ST,便可以计算真正的纹理上对应的位置。

    2.2.2 UNITY_TRANSFER_FOG宏

    UNITY_TRANSFER_FOG宏的作用是从顶点着色输出雾数据。在UnityCG.cginc(Unity5.2.1版本)的第772行起,具体定义如下:

    [cpp] view plain copy

    if (SHADER_TARGET < 30) ||defined(SHADER_API_MOBILE)

              //手机端或者Shader Mode 2.0: 计算每个顶点的雾效因子  
              #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) UNITY_CALC_FOG_FACTOR((outpos).z); o.fogCoord =unityFogFactor  
       #else  
              //Shader Mode 3.0和PC和游戏机: 计算每像素的雾距离,和每像素的雾效因子  
              #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) o.fogCoord = (outpos).z  
       #endif  
    

    2.2.3 UNITY_APPLY_FOG宏

    UNITY_APPLY_FOG宏的定义稍微有些长,从UnityCG.cginc(Unity 5.2.1版本)的第787行起:

    [cpp] view plain copy

    if defined(FOG_LINEAR) || defined(FOG_EXP)|| defined(FOG_EXP2)

       #if(SHADER_TARGET < 30) || defined(SHADER_API_MOBILE)  
              //mobile or SM2.0: fog factor was already calculated per-vertex, so just lerp thecolor  
              #defineUNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,coord)  
       #else  
              //SM3.0 and PC/console: calculate fog factor and lerp fog color  
              #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_CALC_FOG_FACTOR(coord);UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,unityFogFactor)  
       #endif  
    

    else

       #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol)  
    

    endif

    ifdef UNITY_PASS_FORWARDADD

       #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fixed4(0,0,0,0))  
    

    else

       #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,unity_FogColor)  
    

    endif

    可以发现,UNITY_APPLY_FOG宏的作用是从顶点着色器中输出雾效数据,将第二个参数中的颜色值作为雾效的颜色值,且在正向附加渲染通道(forward-additive pass)中,自动设置纯黑色(fixed4(0,0,0,0))的雾效。其在定义中借助了UNITY_APPLY_FOG_COLOR宏,而我们也可以使用UNITY_APPLY_FOG_COLOR来指定特定颜色的雾效。

    2.3 图像特效着色器(Image Effect Shader) 模板源码解析

    这里的图像特效一般指的就是屏幕图像特效,在Camera加上各种滤镜,比如说屏幕溅血,像素化,色调的调整,画面模糊等效果。其也是一个顶点&片段着色器,且一般主要的操作集中在片段着色函数中。Unity为我们提供的模板,经过详细注释后的源码如下:

    [cpp] view plain copy

    Shader "浅墨Shader编程/Volume8/图像特效Shader模板"
    {
    //------------------------------------【属性值】------------------------------------
    Properties
    {
    //主纹理
    _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
    }

       //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
       SubShader  
       {  
              //关闭剔除操作  
              Cull Off  
              //关闭深度写入模式  
              ZWrite Off  
              //设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试(AlphaTestOff)  
              ZTest Always  
    
              //--------------------------------唯一的通道-------------------------------  
              Pass  
              {  
                     //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
                     CGPROGRAM  
    
                     //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称  
                     #pragma vertex vert  
                     #pragma fragment frag  
                      
                     //包含头文件  
                     #include"UnityCG.cginc"  
    
                     //顶点着色器输入结构  
                     struct appdata  
                     {  
                            float4 vertex : POSITION;//顶点位置  
                            float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
                     };  
    
                     //顶点着色器输出结构(v2f,vertex to fragment)  
                     struct v2f  
                     {  
                            float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
                            float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置  
                     };  
    
                     //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------  
                     //输入:顶点输入结构体  
                     //输出:顶点输出结构体  
                     //---------------------------------------------------------------------------------  
                     //顶点着色函数  
                     v2f vert (appdata v)  
                     {  
                            //【1】实例化一个输入结构体  
                            v2f o;  
    
                            //【2】填充此输出结构  
                            //输出的顶点位置(像素位置)为模型视图投影矩阵乘以顶点位置,也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口  
                            o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);  
                            //输入的UV纹理坐标为顶点输出的坐标  
                            o.uv= v.uv;  
    
                            //【3】返回此输出结构对象  
                            return o;  
                     }  
    
                     //变量的声明  
                     sampler2D _MainTex;  
    
                     //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------  
                     //输入:顶点输出结构体  
                     //输出:float4型的像素颜色值  
                     //---------------------------------------------------------------------------------  
                     fixed4 frag (v2f i) : SV_Target  
                     {  
                            //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值  
                            fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);  
                            //【2】将颜色值反向  
                            col= 1 - col;  
    
                            //【3】返回最终的颜色值  
                            return col;  
                     }  
    
                     //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
                     ENDCG  
              }  
       }  
    

    }

    2.4 Shader模板中文注释格式调整版替换

    其实可以将Unity5中自带的上述三个着色器模板,替换成上文中贴出来的、经过详细注释和格式调整的Shader模板,这样在每次新建Shader时,就已经得到了具有很高可读性的Shader模板了,非常便捷。
    一定要吐槽的是,Unity5.2.1自带的三个Shader模板的缩进和空格完全是混用的,导致在通过他们新建出来的Shader里面写代码的时候,格式非常混乱,十分影响新版Unity中Shader的编码体验。很明显,准备此Shader模板的Unity开发人员的编码习惯有点欠缺,得在这里点名批评,轻喷一下。

    浅墨在一发现他们格式有问题的时候就马上替换掉了,所以现在在Unity中写Shader代码的体验是非常棒的。这边也教大家如何替换掉自带的3个模板。
    Unity中Shader模板的位置是…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates,比如说Unity安装在D:\ProgramFiles\路径下,整体路径就是:
    D:\ProgramFiles\Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates。

    在此路径下的3个txt,即为对应的三个Shader模板文件:

    83-Shader__Standard SurfaceShader-NewSurfaceShader.shader.txt
    84-Shader__UnlitShader-NewUnlitShader.shader.txt
    85-Shader__Image EffectShader-NewImageEffectShader.shader

    这边已经将调整好格式,详细注释的三种模板准备好了,下载之后,找到上面提到的…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates目录。替换掉对应的3个txt文件即可。需要注意的是,如果你想自己DIY Shader模板,需要将txt保存为UTF-8编码格式,否则可能会出现乱码。

    替换的模板下载地址在这里:

    【Unity5-Shader模板中文注释格式调整版替换文件】下载

    另外还有一个小细节可以提一下。如果你安装了两个或者两个以上的Unity5.1之后版本的Unity,如果你替换你当前使用的Unity路径下的模板文件后,新建的模板文件没有改变的话,你试着将所有的Unity5.1之后版本的路径下的这三个模板文件都进行替换,应该就可以实现想要的替换效果。浅墨的机器上就是同时存在Unity5.2.1和Unity5.2.0,然后使用Unity5.2.1,替换掉Unity5.2.1路径下的三个模板文件后,并没有发生变换。之后我按图索骥,替换了Unity 5.2.0版路径下的三个模板文化,才使得替换的模板文件生效。这估计是Unity多版本共存时,自身的一个小bug。

    三、运动模糊屏幕特效的实现

    关于运动模糊特效,如果把握要要点的话,实现起来其实比较简单,就是一个脚本文件配合一个Shader,便可以实现较为出色的运动模糊特效。而其中的脚本文件用于控制Shader中的外部参数。
    也就是说一个屏幕特效通常分为两部分来实现:

    Shader实现部分
    脚本实现部分

    下面我们对运动模糊屏幕特效的实现分别进行简单的描述。
    可以点击这里跳转到Github,查看详细注释好的运动模糊屏幕特效的实现源码。

    3.1 Shader实现部分

    先看一下Shader代码的写法,因为基本上已经逐行注释,就不花时间和笔墨仔细讲解了,详细注释的代码如下:

    [cpp] view plain copy

    Shader "浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版"
    {
    //------------------------------------【属性值】------------------------------------
    Properties
    {
    _MainTex("主纹理 (RGB)", 2D) = "white" {}
    _IterationNumber("迭代次数", Int)=16
    }

    //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
    SubShader  
    {     
        //--------------------------------唯一的通道-------------------------------  
        Pass  
        {  
            //设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试(AlphaTest Off)  
            ZTest Always  
    
            //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
            CGPROGRAM  
    
            //编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0  
            #pragma target 3.0  
    
            //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称  
            #pragma vertex vert  
            #pragma fragment frag  
    
            //包含辅助CG头文件  
            #include "UnityCG.cginc"  
    
            //外部变量的声明  
            uniform sampler2D _MainTex;  
            uniform float _Value;  
            uniform float _Value2;  
            uniform float _Value3;  
            uniform int _IterationNumber;  
    
            //顶点输入结构  
            struct vertexInput  
            {  
                float4 vertex : POSITION;//顶点位置  
                float4 color : COLOR;//颜色值  
                float2 texcoord : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
            };  
    
            //顶点输出结构  
            struct vertexOutput  
            {  
                half2 texcoord : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
                float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置  
                fixed4 color : COLOR;//颜色值  
            };  
    
    
            //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------  
            // 输入:顶点输入结构体  
            // 输出:顶点输出结构体  
            //---------------------------------------------------------------------------------  
            vertexOutput vert(vertexInput Input)  
            {  
                //【1】声明一个输出结构对象  
                vertexOutput Output;  
    
                //【2】填充此输出结构  
                //输出的顶点位置为模型视图投影矩阵乘以顶点位置,也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口  
                Output.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, Input.vertex);  
                //输出的纹理坐标也就是输入的纹理坐标  
                Output.texcoord = Input.texcoord;  
                //输出的颜色值也就是输入的颜色值  
                Output.color = Input.color;  
    
                //【3】返回此输出结构对象  
                return Output;  
            }  
    
            //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------  
            // 输入:顶点输出结构体  
            // 输出:float4型的颜色值  
            //---------------------------------------------------------------------------------  
            float4 frag(vertexOutput i) : COLOR  
            {  
                //【1】设置中心坐标  
                float2 center = float2(_Value2, _Value3);  
                //【2】获取纹理坐标的x,y坐标值  
                float2 uv = i.texcoord.xy;  
                //【3】纹理坐标按照中心位置进行一个偏移  
                uv -= center;  
                //【4】初始化一个颜色值  
                float4 color = float4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);  
                //【5】将Value乘以一个系数  
                _Value *= 0.085;  
                //【6】设置坐标缩放比例的值  
                float scale = 1;  
    
                //【7】进行纹理颜色的迭代  
                for (int j = 1; j < _IterationNumber; ++j)  
                {  
                    //将主纹理在不同坐标采样下的颜色值进行迭代累加  
                    color += tex2D(_MainTex, uv * scale + center);  
                    //坐标缩放比例依据循环参数的改变而变化  
                    scale = 1 + (float(j * _Value));  
                }  
    
                //【8】将最终的颜色值除以迭代次数,取平均值  
                color /= (float)_IterationNumber;  
    
                //【9】返回最终的颜色值  
                return  color;  
            }  
    
            //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
            ENDCG  
        }  
    }  
    

    }

    可以发现,这是一个单子着色器、单通道的顶点&片段着色器,顶点着色函数vert中基本上都是写的比较中规中矩的代码,精髓之处在于片段着色器frag中,用一个for
    循环,将像素颜色按照一条直线(uv * scale + center)进行了迭代采样累加,最终将采样的颜色的总和除以采样次数,得到了想要实现的运动模糊效果。

    3.2 脚本实现部分

    脚本文件的实现方面,如下的即个点是要提出来专门讲一下的,即Shader文件的获取方法和OnRenderImage函数、Blit函数。

    3.2.1 Shader文件的获取

    Shader文件的获取可以使用Shader.Find函数实现。需要注意,Shader.Find函数参数应该和Shader代码中的名称一致,也就是下面的代码框架中xxx的值,而不是Shader的文件名:

    [cpp] view plain copy

    Shader "xxxx"
    {

    }

    举个例子,脚本代码如果是这样:

    [cpp] view plain copy

    CurShader = Shader.Find ("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");

    那么获取到的Shader,文件名是任意的,但Shader代码框架肯定是这样:

    [cpp] view plain copy

    Shader "浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版"
    {
    ……
    }

    3.2.2 OnRenderImage函数与Blit函数

    OnRenderImage()函数是MonoBehaviour中提供的一个可供我们重写的函数,它在unity完成所有图片的渲染后被调用。所以我们想实现屏幕特效,主要依靠它来实现。而OnRenderImage函数的函数原型是:

    [cpp] view plain copy

    void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture,RenderTexture destTexture);

    另外,我们需要配合一个Graphics.Blit函数,实现从源纹理到目标渲染纹理的拷贝过程,其原型如下三种:

    [cpp] view plain copy

    public static void Blit(Texture source,RenderTexture dest);
    public static void Blit(Texture source,RenderTexture dest, Material mat, int pass = -1);
    public static void Blit(Texture source,Material mat, int pass = -1);

    其中。
    第一个参数,Texture类型的source,原始纹理。
    第二个参数,RenderTexture类型的dest,目标渲染纹理,若为null,表示直接将原始纹理拷贝到屏幕之上。
    第三个参数,Material类型的mat,使用的材质(其实也就是Shader),根据不同材质的准备,就是在这里实现后期的效果的。
    第四个参数,int类型的pass,有默认值 -1,表示使用所有的pass。用于指定使用哪一个pass。

    说个题外话,其实在很久之前的Win32 API游戏编程中,同样原理和相似用途的Blit函数用得太多了。

    好的,最后看一下实现屏幕特效的核心代码,如下:

    [cpp] view plain copy

    void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture)
    {
    //着色器实例不为空,就进行参数设置
    if (CurShader != null)
    {
    //设置Shader中的外部变量
    material.SetFloat("_IterationNumber", IterationNumber);
    material.SetFloat("_Value", Intensity);
    material.SetFloat("_Value2", OffsetX);
    material.SetFloat("_Value3", OffsetY);
    material.SetFloat("_Value4", blurWidth);
    material.SetVector("_ScreenResolution", new Vector4(sourceTexture.width, sourceTexture.height, 0.0f, 0.0f));

        //拷贝源纹理到目标渲染纹理,加上我们的材质效果  
        Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);  
    }  
    //着色器实例为空,直接拷贝屏幕上的效果。此情况下是没有实现屏幕特效的  
    else  
    {  
        //直接拷贝源纹理到目标渲染纹理  
        Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);  
    }  
    

    最后看一下详细注释后的脚本完整实现代码:

    [csharp] view plain copy

    using UnityEngine;
    using System.Collections;

    [ExecuteInEditMode]

    public class MotionBlurEffects : MonoBehaviour
    {

    //-------------------变量声明部分-------------------  
    #region Variables  
    public Shader CurShader;//着色器实例  
    private Vector4 ScreenResolution;//屏幕分辨率  
    private Material CurMaterial;//当前的材质  
    
    [Range(5, 50)]  
    public float IterationNumber = 15;  
    [Range(-0.5f, 0.5f)]  
    public float Intensity = 0.125f;  
    [Range(-2f, 2f)]  
    public float OffsetX = 0.5f;  
    [Range(-2f, 2f)]  
    public float OffsetY = 0.5f;  
    
    
    public static float ChangeValue;  
    public static float ChangeValue2;  
    public static float ChangeValue3;  
    public static float ChangeValue4;  
    #endregion  
    
    
    //-------------------------材质的get&set----------------------------  
    #region MaterialGetAndSet  
    Material material  
    {  
        get  
        {  
            if (CurMaterial == null)  
            {  
                CurMaterial = new Material(CurShader);  
                CurMaterial.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;  
            }  
            return CurMaterial;  
        }  
    }  
    #endregion  
    
    //-----------------------------------------【Start()函数】---------------------------------------------    
    // 说明:此函数仅在Update函数第一次被调用前被调用  
    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------  
    void Start()  
    {  
        //依此赋值  
        ChangeValue = Intensity;  
        ChangeValue2 = OffsetX;  
        ChangeValue3 = OffsetY;  
        ChangeValue4 = IterationNumber;  
    
        //找到当前的Shader文件  
        CurShader = Shader.Find("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");  
    
        //判断是否支持屏幕特效  
        if (!SystemInfo.supportsImageEffects)  
        {  
            enabled = false;  
            return;  
        }  
    }  
    
    //-------------------------------------【OnRenderImage()函数】------------------------------------    
    // 说明:此函数在当完成所有渲染图片后被调用,用来渲染图片后期效果  
    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------  
    void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture)  
    {  
        //着色器实例不为空,就进行参数设置  
        if (CurShader != null)  
        {  
            //设置Shader中的外部变量  
            material.SetFloat("_IterationNumber", IterationNumber);  
            material.SetFloat("_Value", Intensity);  
            material.SetFloat("_Value2", OffsetX);  
            material.SetFloat("_Value3", OffsetY);  
            material.SetVector("_ScreenResolution", new Vector4(sourceTexture.width, sourceTexture.height, 0.0f, 0.0f));  
    
            //拷贝源纹理到目标渲染纹理,加上我们的材质效果  
            Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);  
        }  
        //着色器实例为空,直接拷贝屏幕上的效果。此情况下是没有实现屏幕特效的  
        else  
        {  
            //直接拷贝源纹理到目标渲染纹理  
            Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);  
        }  
          
    }  
    
    
    //-----------------------------------------【OnValidate()函数】--------------------------------------    
    // 说明:此函数在编辑器中该脚本的某个值发生了改变后被调用  
    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------  
    void OnValidate()  
    {  
        //将编辑器中的值赋值回来,确保在编辑器中值的改变立刻让结果生效  
        ChangeValue4 = IterationNumber;  
        ChangeValue = Intensity;  
        ChangeValue2 = OffsetX;  
        ChangeValue3 = OffsetY;  
    
    }  
    
    //-----------------------------------------【Update()函数】------------------------------------------    
    // 说明:此函数在每一帧中都会被调用  
    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------   
    void Update()  
    {  
        if (Application.isPlaying)  
        {  
            //赋值  
            IterationNumber = ChangeValue4;  
            Intensity = ChangeValue;  
            OffsetX = ChangeValue2;  
            OffsetY = ChangeValue3;  
    
        }  
    
        //找到对应的Shader文件  
    

    if UNITY_EDITOR

        if (Application.isPlaying != true)  
        {  
            CurShader = Shader.Find("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");  
    
        }  
    

    endif

    }  
    
    
    //-----------------------------------------【OnDisable()函数】---------------------------------------    
    // 说明:当对象变为不可用或非激活状态时此函数便被调用    
    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------  
    void OnDisable()  
    {  
        if (CurMaterial)  
        {  
            DestroyImmediate(CurMaterial);  
        }  
    }  
    

    }

    3.3 关于如何使用此特效

    使用方面的话比较简单,把脚本文件拖到主摄像机上面,效果就出来了。
    脚本文件中有如下这些参数可以调整,得到不同的模糊效果:


    Iteration Number- 迭代次数
    Intensity - 模糊强度
    Offset X - X方向上的偏移
    Offset Y - Y方向上的偏移

    四、最终的效果展示

    这边贴几张场景的效果图和使用了屏幕特效后的效果图。需要注意的是,本次的场景效果,除了类似CS/CF的FPS游戏的控制系统以外,还可以使用键盘上的按键【F】,开启或者关闭运动模糊特效。正如下图所展示的:


    下面放几张测试截图。

    首先,Unity5中,导出的exe使用了新的片头Logo,质感不错,好评:


    城镇中的原始效果:


    运动模糊后的效果:

    海港原始效果:


    海港运动模糊后的效果:

    城镇草丛前的效果:


    城镇草丛前运动模糊后的效果:


    沙滩原始效果:


    沙滩运动模糊后的效果:


    海面原始效果:


    海面运动模糊后的效果:

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        本文标题:Unity5新版Shader模板源码解析&运动模糊(径向

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