unity urp 14 render feature实现简单后处理系统

zt3ff3n · 发表于 2022-7-4 18:42

一、思路

在unity urp中，unity官方不像在build in管线种一样提供了后处理的接口，所以需要借助render feature来实现后处理效果。
总的思路就是，render feature可以获取到某一时刻绘制出来的图像（比如全部不透明物体，或者全部物体绘制后），之后获取到这个图像进行处理，再将处理的结果放回到渲染管线中。
1.1流程

首先要建立一个类继承ScriptableRendererFeature
public class BrightnessPosetProcessing : ScriptableRendererFeature
{
//...
}然后创建一个自己的pass类
public class BrightnessPosetProcessing : ScriptableRendererFeature
{
//*************************************************
//**********    自定义Pass类 **************
//**************************************************
class CustomRenderPass : ScriptableRenderPass
{
   //....
}
}之后在Create接口中，对自己的Pass进行初始化（这里也是最开始运行的地方），注意pass的声明要写在函数外
private CustomRenderPass pass;
//*************************************************
//**********       初始化    **************
//**************************************************
public override void Create()
{
      pass = new CustomRenderPass(setting.passEvent, setting.mat, name);
}最后，获取相机输出的图像，使用该pass处理，然后将这个pass添加进渲染管线中
private CustomRenderPass pass;
//*************************************************
//**********       初始化    **************
//**************************************************
public override void Create()
{
      pass = new CustomRenderPass(setting.passEvent, setting.mat, name);
}
//*************************************************
//**********    将pass添加到渲染管线 **************
//**************************************************
public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
{
      //获取当前相机中的图像
      var src = renderer.cameraColorTarget;
      pass.SetUp(src);
      //将该pass添加到渲染管线中
      renderer.EnqueuePass(pass);
}1.2核心实现

以上流程中的核心是自定义pass的实现，而自定义pass中的核心是Execute函数的实现，这个函数会在每一帧绘制的时候被调用。
      public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
      {
         //从命令缓冲区池获取一个带标签的命令缓冲区，该标签名在帧调试器中可以见到
         CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get(passTag);
         //获取目标相机的描述信息，创建一个结构体，里面有render texture各中信息，比如尺寸，深度图精度等等
         RenderTextureDescriptor opaqueDesc = renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor;
         //设置深度缓冲区，0表示不需要深度缓冲区
         opaqueDesc.depthBufferBits = 0;
         //申请临时图像
         cmd.GetTemporaryRT(passTempleColorTex.id, opaqueDesc);
         //将源图像放入材质中计算，然后存储到临时缓冲区中
         cmd.Blit(passSource, passTempleColorTex.Identifier(), passMat);
         //将临时缓冲区的结果存回源图像中
         cmd.Blit(passTempleColorTex.Identifier(), passSource);
         //执行命令缓冲区
         context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
         //释放命令缓存
         CommandBufferPool.Release(cmd);
         //释放临时render texture
         cmd.ReleaseTemporaryRT(passTempleColorTex.id);
      }二、代码

SimplePostProcessing.shader
Shader &#34;Unlit/16_SimplePostProcessing&#34;
{
Properties
{
      [HideInInspector]_MainTex (&#34;Texture&#34;, 2D) = &#34;white&#34; {}
      _Brightness(&#34;Brightness&#34;, Range(0,1)) = 1
      _Saturate(&#34;Saturate&#34;, Range(0,1)) = 1
      _Contrast(&#34;Constrast&#34;, Range(-1,2)) = 1
}
SubShader
{
      Tags
      {
         &#34;RenderPipeline&#34;=&#34;UniversalRenderPipeline&#34;
      }
      Cull Off
      ZWrite Off
      ZTest Always

      HLSLINCLUDE
      #include &#34;Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl&#34;
      CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
      float _Brightness;
      float _Saturate;
      float _Contrast;
      CBUFFER_END
      TEXTURE2D(_MainTex);
      SAMPLER(sampler_MainTex);
      struct Attributes
      {
         float4 positionOS: POSITION;
         float2 texcoord: TEXCOORD0;
      };
      struct Varyings
      {
         float4 positionCS:SV_POSITION;
         float2 uv:TEXCOORD0;
      };
      ENDHLSL

      Pass
      {
         HLSLPROGRAM
         #pragma vertex vert
         #pragma fragment frag

         Varyings vert(Attributes input)
         {
            Varyings output;
            output.positionCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS);
            output.uv = input.texcoord;
            return output;
         }

         half4 frag (Varyings input) : SV_Target
         {
            half4 tex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv);
            float grey = 0.21*tex.x+0.72*tex.y+0.072*tex.z;
            tex.xyz *= _Brightness;
            tex.xyz = lerp(float3(grey,grey,grey), tex.xyz, _Saturate);
            tex.xyz = lerp(float3(0.5,0.5,0.5),tex.xyz, _Contrast);
            return tex;
         }
         ENDHLSL
      }
}
}
BrightnessPostProcessing.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class BrightnessPosetProcessing : ScriptableRendererFeature
{
//定义配置类
[System.Serializable]
public class Setting
{
      //默认在透明物体绘制完成后进行处理
      public RenderPassEvent passEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingTransparents;
      //后续需要用到的材质
      public Material mat;
}

public Setting setting = new Setting();

//*************************************************
//**********    自定义Pass类 **************
//**************************************************
class CustomRenderPass : ScriptableRenderPass
{
      //后处理用到的材质
      public Material passMat = null;
      private RenderTargetIdentifier passSource { get; set; }//源图像，目标图像
      private RenderTargetHandle passTempleColorTex;//临时计算的图像
      //标签名，用于在帧调试器中显示缓冲区的名称
      private string passTag;

      //构造函数
      public CustomRenderPass(RenderPassEvent passEvent, Material material, string tag)
      {
         this.renderPassEvent = passEvent;
         this.passMat = material;
         passTag = tag;
      }

      //设置Pass
      public void SetUp(RenderTargetIdentifier source)
      {
         this.passSource = source;
      }

      public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
      {
         //从命令缓冲区池获取一个带标签的命令缓冲区，该标签名在帧调试器中可以见到
         CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get(passTag);
         //获取目标相机的描述信息，创建一个结构体，里面有render texture各中信息，比如尺寸，深度图精度等等
         RenderTextureDescriptor opaqueDesc = renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor;
         //设置深度缓冲区，0表示不需要深度缓冲区
         opaqueDesc.depthBufferBits = 0;
         //申请临时图像
         cmd.GetTemporaryRT(passTempleColorTex.id, opaqueDesc);
         //将源图像放入材质中计算，然后存储到临时缓冲区中
         cmd.Blit(passSource, passTempleColorTex.Identifier(), passMat);
         //将临时缓冲区的结果存回源图像中
         cmd.Blit(passTempleColorTex.Identifier(), passSource);
         //执行命令缓冲区
         context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
         //释放命令缓存
         CommandBufferPool.Release(cmd);
         //释放临时render texture
         cmd.ReleaseTemporaryRT(passTempleColorTex.id);
      }
}

private CustomRenderPass pass;
//*************************************************
//**********       初始化    **************
//**************************************************
public override void Create()
{
      pass = new CustomRenderPass(setting.passEvent, setting.mat, name);
}

//*************************************************
//**********    将pass添加到渲染管线 **************
//**************************************************
public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
{
      //获取当前相机中的图像
      var src = renderer.cameraColorTarget;
      pass.SetUp(src);
      //将该pass添加到渲染管线中
      renderer.EnqueuePass(pass);
}
}
三、结果

四、参考

[笔记]URP-屏幕后处理
[Unity]为了更好用的后处理——扩展URP后处理踩坑记录
urp管线的自学hlsl之路第十七篇建立自己的后处理系统并调整屏幕的亮度饱和度对比度

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