UnityShader使用速度映射图实现运动模糊

泪水人偶

本文实例为大家分享了UnityShader实现运动模糊的具体代码，供大家参考，具体内容如下
原理：
像素的当前帧的NDC坐标（x,y值由uv映射而来，z值由深度值映射而来）——（使用_CurrentViewProjectionInverseMartix变换，并除以w分量）—— 像素的世界坐标 ——（使用_PreviousViewProjectionMatrix变换，并除以w分量）—— 像素的前一帧的NDC坐标 —— （当前帧NDC-前一帧NDC）—— 速度
1.此代码挂在摄像机上，使摄像机运动起来

1. using UnityEngine;
   
2. using System.Collections;
   
3. 
   
4. public class Translating : MonoBehaviour {
   
5. 
   
6. public float speed = 10.0f;
   
7. public Vector3 startPoint = Vector3.zero;
   
8. public Vector3 endPoint = Vector3.zero;
   
9. public Vector3 lookAt = Vector3.zero;
   
10. public bool pingpong = true;
    
11. 
    
12. private Vector3 curEndPoint = Vector3.zero;
    
13. 
    
14. // Use this for initialization
    
15. void Start () {
    
16. transform.position = startPoint;
    
17. curEndPoint = endPoint;
    
18. }
    
19. 
    
20. // Update is called once per frame
    
21. void Update () {
    
22. transform.position = Vector3.Slerp(transform.position, curEndPoint, Time.deltaTime * speed);
    
23. transform.LookAt(lookAt);
    
24. if (pingpong) {
    
25.   if (Vector3.Distance(transform.position, curEndPoint) < 0.001f) {
    
26.   curEndPoint = Vector3.Distance(curEndPoint, endPoint) < Vector3.Distance(curEndPoint, startPoint) ? startPoint : endPoint;
    
27.   }
    
28. }
    
29. }
    
30. }

复制代码

2.此代码挂在摄像机上

1. using System.Collections;
   
2. using System.Collections.Generic;
   
3. using UnityEngine;
   
4. 
   
5. public class MotionBlurWithDepthTexture : PostEffectsBase
   
6. {
   
7. public Shader MotionBlurShader;
   
8. private Material _motionBlurMaterial = null;
   
9. 
   
10. public Material Material
    
11. {
    
12. get
    
13. {
    
14.   _motionBlurMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(MotionBlurShader, _motionBlurMaterial);
    
15.   return _motionBlurMaterial;
    
16. }
    
17. }
    
18. 
    
19. //定义运动模糊时模糊图像使用的大小
    
20. [Range(0.0f, 1.0f)] public float BlurSize = 0.5f;
    
21. //定义一个Camera变量，获取该脚本所在的摄像机组建，得到摄像机的视角和投影矩阵
    
22. private Camera _myCamera;
    
23. 
    
24. public Camera Camera
    
25. {
    
26. get
    
27. {
    
28.   if (_myCamera == null)
    
29.   {
    
30.   _myCamera = GetComponent<Camera>();
    
31.   }
    
32.   return _myCamera;
    
33. }
    
34. }
    
35. 
    
36. //定义一个变量保存 上一帧摄像机的视角 * 投影矩阵
    
37. private Matrix4x4 _previousViewProjectionMatrix;
    
38. 
    
39. //在OnEnable中设置摄像机的状态，以获得深度纹理
    
40. void OnEnable()
    
41. {
    
42. Camera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;
    
43. }
    
44. 
    
45. void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    
46. {
    
47. if (Material != null)
    
48. {
    
49.   //将模糊大小传给Shader
    
50.   Material.SetFloat("_BlurSize", BlurSize);
    
51. 
    
52.   //使用 视角 * 投影矩阵 对NDC（归一化的设备坐标）下的顶点坐标进行变换，得到该像素在世界空间下的位置
    
53.   //计算前一帧与当前帧的位置差，生成该像素的速度
    
54. 
    
55.   //将 前一帧视角 * 投影矩阵 传给Shader
    
56.   Material.SetMatrix("_PreviousViewProjectionMatrix", _previousViewProjectionMatrix);
    
57.   //计算 当前帧视角 * 投影矩阵
    
58.   //Camera.projectionMatrix获得当前摄像机投影矩阵
    
59.   //Camera.worldToCameraMatrix获得当前摄像机视角矩阵
    
60.   Matrix4x4 currentViewProjectionMartix = Camera.projectionMatrix * Camera.worldToCameraMatrix;
    
61.   //计算 当前帧视角 * 投影矩阵 的逆矩阵
    
62.   Matrix4x4 currentViewProjectionInverseMartix = currentViewProjectionMartix.inverse;
    
63.   //将当前帧视角 * 投影矩阵 的逆矩阵 传递给Shader
    
64.   Material.SetMatrix("_CurrentViewProjectionInverseMartix", currentViewProjectionInverseMartix);
    
65.   //将 当前帧视角 * 投影矩阵 保存为 前一帧视角 * 投影矩阵
    
66.   _previousViewProjectionMatrix = currentViewProjectionMartix;
    
67. 
    
68.   Graphics.Blit(src, dest, Material);
    
69. }
    
70. else
    
71. {
    
72.   Graphics.Blit(src, dest);
    
73. }
    
74. }
    
75. }

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3.此Shader赋值给代码2

1. Shader "Unity Shaders Book/Chapter 13/MotionBlurWithDepthTexture"
   
2. {
   
3. Properties
   
4. {
   
5. _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
   
6. //模糊图像时使用的参数
   
7. _BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0
   
8. 
   
9. //这里并没有声明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix
   
10. //是因为Unity并没有提供矩阵类型的属性，但仍然可以在CG代码块中定义这些矩阵，并从脚本中设置它们
    
11. }
    
12. SubShader
    
13. {
    
14. CGINCLUDE
    
15. #include "UnityCG.cginc"
    
16. 
    
17. sampler2D _MainTex;
    
18. //使用_MainTex_TexelSize变量来对深度纹理的采样坐标进行平台化差异处理
    
19. half4 _MainTex_TexelSize;
    
20. //Unity传递来的深度纹理
    
21. sampler2D _CameraDepthTexture;
    
22. //声明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix
    
23. float4x4 _PreviousViewProjectionMatrix;
    
24. float4x4 _CurrentViewProjectionInverseMartix;
    
25. half _BlurSize;
    
26. 
    
27. //定义顶点着色器
    
28. struct v2f {
    
29. float4 pos : SV_POSITION;
    
30. half2 uv : TEXCOORD0;
    
31. //添加了用于深度纹理采样的纹理坐标变量
    
32. half2 uv_depth : TEXCOORD1;
    
33. };
    
34. 
    
35. v2f vert(appdata_img v) {
    
36. v2f o;
    
37. o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    
38. o.uv = v.texcoord;
    
39. o.uv_depth = v.texcoord;
    
40. 
    
41. //平台差异化处理
    
42. #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
    
43. if (_MainTex_TexelSize.y < 0) {
    
44. o.uv_depth.y = 1 - o.uv_depth.y;
    
45. }
    
46. #endif
    
47. 
    
48. return o;
    
49. }
    
50. 
    
51. //定义片元着色器
    
52. fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
    
53. //使用宏和纹理坐标对深度纹理进行采样，得到深度值
    
54. float d = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth);
    
55. 
    
56. //构建当前像素的NDC坐标,xy坐标由像素的纹理坐标映射而来，z坐标由深度值d映射而来
    
57. float4 H = float4(i.uv.x * 2 - 1, i.uv.y * 2 - 1, d * 2 - 1, 1);
    
58. //使用 当前帧的视角 * 投影矩阵 的逆矩阵 对H进行变换
    
59. float4 D = mul(_CurrentViewProjectionInverseMartix, H);
    
60. //把结果除以它的w分量，得到该像素世界空间下的坐标
    
61. float4 worldPos = D / D.w;
    
62. 
    
63. //像素当前帧NDC坐标
    
64. float4 currentPos = H;
    
65. 
    
66. //使用 前一帧视角 * 投影矩阵 变换世界空间的的坐标worldPos，并除以它的w分量，得到前一帧的NDC坐标
    
67. float4 previousPos = mul(_PreviousViewProjectionMatrix, worldPos);
    
68. previousPos /= previousPos.w;
    
69. 
    
70. //计算当前帧与前一帧在屏幕空间下的位置差，得到该像素的速度
    
71. float2 velocity = (currentPos.xy - previousPos.xy) / 2.0f;
    
72. 
    
73. //使用速度值对邻域像素进行采样，相加后取平均值得到一个模糊效果，使用_BlurSize控制采样距离
    
74. float2 uv = i.uv;
    
75. float4 c = tex2D(_MainTex, uv);
    
76. uv += velocity * _BlurSize;
    
77. for (int it = 1; it < 3; it++, uv += velocity * _BlurSize) {
    
78. float4 currentColor = tex2D(_MainTex, uv);
    
79. c += currentColor;
    
80. }
    
81. c /= 3;
    
82. 
    
83. return fixed4(c.rgb, 1.0);
    
84. }
    
85. ENDCG
    
86. 
    
87. Pass
    
88. {
    
89. ZTest Always Cull Off ZWrite Off
    
90. CGPROGRAM
    
91. #pragma vertex vert
    
92. #pragma fragment frag
    
93. ENDCG
    
94. }
    
95. }
    
96. Fallback Off
    
97. }

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