【Free Bird/URP教学】9.浅谈unity的depth写入问题（bulid …

RedZero9 · 发表于 2022-4-29 17:26

顺便做了视频
【URP】
在URP中的深度写入主要通过DepthOnly的name pass来进行深度写入，具体例子为如下代码所示
Shader &#34;lit/Phong模型&#34;//shader名字

{
Properties
{
      _MainTex (&#34;主贴图&#34;, 2D) = &#34;white&#34; { }//汇入数据的位置
      _NormalTex (&#34;法线贴图&#34;, 2D) = &#34;bump&#34; { }//汇入法线
      _NormalTexScale (&#34;法线强度&#34;, float) = 1.0//汇入法线强度
      _GlossScale (&#34;高光放缩&#34;, range(0.0, 50.0)) = 1.0
}
SubShader
{
      //定义不透明物体，用的是URP管线，定义队列是不透明队列
      Tags { &#34;RenderType&#34; = &#34;Opaque&#34; &#34;RenderPipeline&#34; = &#34;UniversalPipeline&#34; &#34;Queue&#34; = &#34;Geometry&#34; }
      LOD 100

      Pass
      {
         HLSLPROGRAM

         //定义hlsl语言

         //定义顶点着色器的名字
         #pragma vertex vert
         //定义片元着色器的名字
         #pragma fragment frag
         //汇入函数库以及汇入光照的hlsl
         #include &#34;Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl&#34;//函数库：主要用于各种的空间变换
         #include &#34;Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl&#34;//从unity中取得我们的光照

         //汇入模型的数据
         struct appdata
         {
            float4 vertex : POSITION;//汇入模型的顶点
            float3 normal : NORMAL;//汇入法线
            float2 uv : TEXCOORD0;//汇入uv
            float4 tangent : TANGENT;//汇入切线

         };

         struct v2f
         {
            float2 uv : TEXCOORD0;
            float3 normal_world : TEXCOORD1;//世界空间的法线
            float3 tangent_world : TEXCOORD2;//世界空间的切线
            float3 bitangent_world : TEXCOORD3;//世界空间的次切线
            float3 vertex_world : TEXCOORD4;//顶点的世界空间
            float4 vertex : SV_POSITION;
         };

         TEXTURE2D(_MainTex);SAMPLER(sampler_MainTex);float4 _MainTex_ST;//采样贴图，采样前面汇入的maintex贴图，贴图采样器，以及贴图st
         TEXTURE2D(_NormalTex);SAMPLER(sampler_NormalTex);//采样贴图，采样前面汇入的法线贴图，贴图采样器，以及贴图st
         float _NormalTexScale, _GlossScale;//汇入法线scale

         v2f vert(appdata v)
         {
            v2f o;
            o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex);//模型空间转换到裁剪空间
            o.vertex_world = TransformObjectToWorld(v.vertex.xyz);//顶点世界空间
            o.normal_world = TransformObjectToWorldNormal(v.normal);//法线从模型空间转换到世界空间
            o.tangent_world = TransformObjectToWorldDir(v.tangent);//切线变换
            o.bitangent_world = normalize(cross(o.normal_world, o.tangent_world)) * v.tangent.w * unity_WorldTransformParams.w;//次切线
            o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);//UV由主贴图进行定义
            return o;
         }

         float4 frag(v2f i) : SV_Target
         {
            // 【主贴图采样】
            float4 col = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.uv);//主贴图采样
            float4 pack_normal = SAMPLE_TEXTURE2D(_NormalTex, sampler_NormalTex, i.uv);//法线采样
            float3 unpack_normal = UnpackNormal(pack_normal);//得到法线具体数据

            //法线图的修正
            unpack_normal.xy *= _NormalTexScale;
            unpack_normal.z = 1.0 - saturate(dot(unpack_normal.xy, unpack_normal.xy));

            //【光照与各种向量】
            Light light = GetMainLight();//获取主光源
            float3 L = light.direction;//获取光照方向
            float3 N = normalize(unpack_normal.x * i.tangent_world + unpack_normal.y * i.bitangent_world + unpack_normal.z * i.normal_world);//法线
            float3 V = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.vertex_world);//视角方向
            float3 H = normalize(L + V);//半程向量

            //【计算漫反射】
            float diffuse_Term = max(dot(L, N), 0.0);//定义漫反射项
            float3 diffuse = light.color.rgb * diffuse_Term * col.rgb;//光照颜色*漫反射*物体颜色
            //【计算高光反射】
            float NoH = max(0.0, dot(N, H));//高光noh
            float3 specular = light.color.rgb * col.rgb * pow(NoH, _GlossScale);//高光项

            return float4(diffuse + specular, 1.0);
         }
         ENDHLSL

      }
      //【pass：深度】
      Pass
      {
         Name &#34;DepthOnly&#34;
         Tags{&#34;LightMode&#34; = &#34;DepthOnly&#34;}

         ZWrite On
         ColorMask 0
         Cull off

         HLSLPROGRAM
         // Required to compile gles 2.0 with standard srp library

         #pragma vertex DepthOnlyVertex
         #pragma fragment DepthOnlyFragment

         #include &#34;Packages/com.unity.render-pipelines.universal/Shaders/LitInput.hlsl&#34;
         #include &#34;Packages/com.unity.render-pipelines.universal/Shaders/DepthOnlyPass.hlsl&#34;
         ENDHLSL
      }
}
}
通过depthonly的pass，我们便可以完成深度的写入：

加入depthonly的pass效果

其实也很简单的原理，主要加入裁剪与透明度判断的代码：

采样透明度函数

采样基础贴图的Alpha

【Bulid-in】
在bulid-in里面，我们需要写入shadowcaster来进行深度写入，当我们的shader没有shadowcaster，深度不会写入：

无shadowcaster

有shadowcaster

Shader &#34;Unlit/NewUnlitShader&#34;
{
Properties
{
      _MainTex (&#34;Texture&#34;, 2D) = &#34;white&#34; { }
}
SubShader
{
      Tags { &#34;RenderType&#34; = &#34;Opaque&#34; }
      LOD 100

      Pass
      {
         Cull Off
         CGPROGRAM

         #pragma vertex vert
         #pragma fragment frag
         // make fog work
         #pragma multi_compile_fog

         #include &#34;UnityCG.cginc&#34;

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

         struct v2f
         {
            float2 uv : TEXCOORD0;
            UNITY_FOG_COORDS(1)
            float4 vertex : SV_POSITION;
         };

         sampler2D _MainTex;
         float4 _MainTex_ST;

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

         fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
         {
            // sample the texture
            fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
            // apply fog
            UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
            return col;
         }
         ENDCG

      }
      Pass
      {
         Name &#34;ShadowCaster&#34;
         Tags { &#34;LightMode&#34; = &#34;ShadowCaster&#34; }
         Cull Off
         CGPROGRAM

         #pragma vertex vert
         #pragma fragment frag
         #pragma multi_compile_shadowcaster
         #pragma multi_compile_instancing // allow instanced shadow pass for most of the shaders
         #include &#34;UnityCG.cginc&#34;

         struct v2f
         {
            V2F_SHADOW_CASTER;
            UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
         };

         v2f vert(appdata_base v)
         {
            v2f o;
            UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
            UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(o);
            TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)
            return o;
         }

         float4 frag(v2f i) : SV_Target
         {
            SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
         }
         ENDCG

      }
}
}
当然记得shadowcaster看情况，如果你的物件不要背面剔除，那么shadowcaster也不能要背面剔除：

shadowcaster背面剔除但是主渲染没有剔除的结果

【build-in源代码】
链接：https://pan.baidu.com/s/1NCaSo9uoVpFBn3fYhO3PqQ
提取码：fbfb
【URP源代码】
主要在这个shader，其余文件为本人的URP课程文件：Assets\Phong.shader
链接：https://pan.baidu.com/s/1A4Km1GgPkaat7ICJCS-Osw
提取码：fbfb

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