super1 发表于 2022-7-29 21:52

Unity屏幕后处理（高斯模糊）

高斯模糊效果实现依然使用卷积操作，使用的卷积核为高斯核。具体计算流程书中解释如下：


这里为了提高性能，我们将一个5x5的高斯核拆分为两个长度为5的一维高斯核，从而降低采样次数已达到提升性能的目的。

挂载在相机上的后处理脚本实现如下：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class GaussianBlur : PostEffectsBase
{
    public Shader GaussianBlurShader;

   
    public int _Iterations = 3;//模糊迭代（越大越模糊）
   
    public float _BlurSpread = 0.6f;
   
    public int _DownSample = 2;
   
    private Material _GaussianBlurMaterial;

    public Material material
    {
      get
      {
            _GaussianBlurMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(GaussianBlurShader, _GaussianBlurMaterial);
            return _GaussianBlurMaterial;
      }
    }

    ////方案一（使用临时缓冲区存储过渡纹理）
    // private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    // {
    //   if (material != null)
    //   {
    //         int rtW = src.width;
    //         int rtH = src.height;
    //         RenderTexture buffer = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
    //         
    //         //渲染垂直方向的Pass
    //         Graphics.Blit(src,buffer,material,0);
    //         //渲染水平方向的Pass
    //         Graphics.Blit(src,dest,material,1);
    //         
    //         RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer);
    //   }
    //   else
    //   {
    //         Graphics.Blit(src,dest);
    //   }
    // }
   
    ////方案二（在方案一的基础上，利用缩放对图像进行降采样，从而减少处理的像素个数提高性能）
    // private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    // {
    //   if (material != null)
    //   {
    //         int rtW = src.width/_DownSample;
    //         int rtH = src.height/_DownSample;
    //         RenderTexture buffer = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
    //         buffer.filterMode = FilterMode.Bilinear;
    //         //渲染垂直方向的Pass
    //         Graphics.Blit(src,buffer,material,0);
    //         //渲染水平方向的Pass
    //         Graphics.Blit(src,dest,material,1);
    //         
    //         RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer);
    //   }
    //   else
    //   {
    //         Graphics.Blit(src,dest);
    //   }
    // }
   
    ////方案三（在方案二的基础上，增加了高斯模糊的迭代次数以得到更好的效果）
    private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    {
      if (material != null)
      {
            int rtW = src.width/_DownSample;
            int rtH = src.height/_DownSample;
            RenderTexture buffer0 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
            buffer0.filterMode = FilterMode.Bilinear;
            
            Graphics.Blit(src,buffer0);

            for (int i = 0; i < _Iterations; i++)
            {
                material.SetFloat("_BlurSize",1.0f + i * _BlurSpread);
               
                RenderTexture buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
                //渲染垂直方向的Pass
                Graphics.Blit(src,buffer1,material,0);
               
                RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
                buffer0 = buffer1;
                buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
               
                //渲染水平方向的Pass
                Graphics.Blit(src,buffer1,material,1);
               
                RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
                buffer0 = buffer1;
            }
            
            Graphics.Blit(buffer0,dest);
            RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
      }
      else
      {
            Graphics.Blit(src,dest);
      }
    }
}
用来渲染后处理效果的Shader实现如下：
Shader "Unlit/GaussianBlur"
{
    Properties
    {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
      _BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0
    }
    SubShader
    {
      CGINCLUDE

      #include "UnityCG.cginc"

      sampler2D _MainTex;
      float4 _MainTex_TexelSize;
      float _BlurSize;

      struct appdata
      {
            float4 vertex : POSITION;
            float2 uv : TEXCOORD0;
      };
      
      struct v2f
      {
            float4 pos : SV_POSITION;
            half2 uv : TEXCOORD0;
      };

      //垂直方向的顶点着色器
      v2f vertBlurVertical(appdata v)
      {
            v2f o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            half2 uv = v.uv;

            o.uv = uv;
            o.uv = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 1.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * -1.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 2.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * -2.0) * _BlurSize;

            return o;
      }
      //水平方向的顶点着色器
      v2f vertBlurHorizontal(appdata v)
      {
            v2f o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            half2 uv = v.uv;

            o.uv = uv;
            o.uv = uv + float2( _MainTex_TexelSize.x * 1.0, 0.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2( _MainTex_TexelSize.x * -1.0, 0.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2( _MainTex_TexelSize.x * 2.0, 0.0) * _BlurSize;
            o.uv = uv + float2( _MainTex_TexelSize.x * -2.0, 0.0) * _BlurSize;
            
            return o;
      }

      fixed4 fragBlur(v2f i) : SV_Target
      {
            //{0.0545, 0.2442, 0.4026, 0.2442, 0.0545} 高斯核 ，写成下边这样以提升性能
            float weight = {0.4026, 0.2442, 0.0545};

            //根据高斯核计算五个点的采样之和
            fixed3 sum = tex2D(_MainTex,i.uv).rgb * weight;

            for(int it = 1; it < 3; it++)
            {
                sum += tex2D(_MainTex,i.uv).rgb * weight;
                sum += tex2D(_MainTex,i.uv).rgb * weight;
            }
            return fixed4(sum,1.0);
      }

      ENDCG
      
      //后处理标配
      ZWrite Off
      ZTest Always
      Cull Off
      
      Pass
      {
            NAME "GAUSSIAN_BLUR_VERTICAL"

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vertBlurVertical
            #pragma fragment fragBlur

            ENDCG
      }
      
      Pass
      {
            NAME "GAUSSIAN_BLUR_HORIZONTAL"

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vertBlurHorizontal
            #pragma fragment fragBlur

            ENDCG
      }
    }
    Fallback Off
}
渲染结果如下：



此篇文章是在学习《Unity Shader入门精要》一书的笔记，加入了一些个人理解，如有错误之处，还请各位不吝赐教。
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