【Unity UPR】造个获取深度法线纹理的轮子

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-09-26 20:08 1阅读 0赞

描边需要深度+法线纹理的加持，效果才能达到最好，但URP下很多版本不支持直接获取\_CameraNormalsTexture，而我本人也尝试了一下在12.1.7下偷懒直接拿SSAO里的Depth Normal图，

虽然也能实现吧，但是需要打开SSAO的同时，再在shader中加入指定的Tag为"DepthNormals"的Pass才能实现：

![c3ee0729f62a4b50bec24bf4a593ab5e.png][]

稍微有点麻烦，而且总有种用别人东西的感觉。

那就尝试一下自己动手吧！动手造一个获取深度法线纹理的轮子！

贴一下项目环境：

URP12.1.7

Unity2021.3.8f1

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浅看两篇手动获取深度法线纹理的文章：[URP深度法线纹理 - 简书 (jianshu.com)][URP_ - _ _jianshu.com]和雪风大佬的[urp管线的自学hlsl之路 第二十四篇 科幻扫描效果后篇 - 哔哩哔哩 (bilibili.com)][urp_hlsl_ _ _ - _ _bilibili.com]，实现都是依靠build-in底下的shader，然后将绘制出来的纹理传递给URP下自己项目定义的shader使用。

## 1 定义RenderFeature获取法线深度图 ##

这个是参考了上述的过程，说实话，内容太过复杂。只有不断多学习，多做，每次都好好做备注，总有一天会完全理解的：

using Unity.VisualScripting;
    using UnityEngine;
    using UnityEngine.Rendering;
    using UnityEngine.Rendering.Universal;
    
    
    public class DepthNormalsFeature : ScriptableRendererFeature
    {
    
    
        // 定义3个共有变量
        public class Settings
        {
            //public Shader shader; // 设置后处理shader
            public Material material; //后处理Material
            public RenderPassEvent renderPassEvent = RenderPassEvent.BeforeRenderingPostProcessing; // 定义事件位置，放在了官方的后处理之前
        }
    
        // 初始化一个刚刚定义的Settings类
        public Settings settings = new Settings();
        // 初始化Pass
        DepthNormalsPass depthNormalsPass;
        // 初始化纹理
        RenderTargetHandle depthNormalsTexture;
        // 材质
        Material depthNormalsMaterial;
    
        // 给pass传递变量，并加入渲染管线中
        public override void Create()
        {
            // 通过Built-it管线中的Shader创建材质，最重要的一步！
            depthNormalsMaterial = CoreUtils.CreateEngineMaterial("Hidden/Internal-DepthNormalsTexture");
            // 获取Pass（渲染队列，渲染对象，材质）
            depthNormalsPass = new DepthNormalsPass(RenderQueueRange.opaque, -1, depthNormalsMaterial);
            // 设置渲染时机 = 预渲染通道后
            depthNormalsPass.renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingPrePasses;
            // 设置纹理名
            depthNormalsTexture.Init("_CameraDepthNormalsTexture");
        }
    
        //这里你可以在渲染器中注入一个或多个渲染通道。
        //这个方法在设置渲染器时被调用。
        public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
        {
            // 对Pass进行参数设置（当前渲染相机信息，深度法线纹理）
            depthNormalsPass.Setup(renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor, depthNormalsTexture);
            // 写入渲染管线队列
            renderer.EnqueuePass(depthNormalsPass);
        }
        
    }
    
    public class DepthNormalsPass : ScriptableRenderPass
    {
        int kDepthBufferBits = 32;                                   // 缓冲区大小
        private RenderTargetHandle Destination { get; set; }         // 深度法线纹理
    
        private Material DepthNormalsMaterial = null;                // 材质
    
        private FilteringSettings m_FilteringSettings;               // 筛选设置
    
        static readonly string m_ProfilerTag = "Depth Normals Pre Pass"; // 定义渲染Tag
    
        ShaderTagId m_ShaderTagId = new ShaderTagId("MyDepthOnly");    // 绘制标签，Shader需要声明这个标签的tag
    
        /// <summary>
        /// 构造函数Pass
        /// </summary>
        /// <param name="renderQueueRange"></param>
        /// <param name="layerMask"></param>
        /// <param name="material"></param>
        public DepthNormalsPass(RenderQueueRange renderQueueRange, LayerMask layerMask, Material material)
        {
            m_FilteringSettings = new FilteringSettings(renderQueueRange, layerMask);
            DepthNormalsMaterial = material;
        }
    
        /// <summary>
        /// 参数设置
        /// </summary>
        /// <param name="baseDescriptor"></param>
        /// <param name="Destination"></param>
        public void Setup(RenderTextureDescriptor baseDescriptor, RenderTargetHandle Destination)
        {
            // 设置纹理
            this.Destination = Destination;
        }
    
        /// <summary>
        /// 配置渲染目标，可创建临时纹理
        /// </summary>
        /// <param name="cmd"></param>
        /// <param name="cameraTextureDescriptor"></param>
        public override void Configure(CommandBuffer cmd, RenderTextureDescriptor cameraTextureDescriptor)
        {
            // 设置渲染目标信息
            RenderTextureDescriptor descriptor = cameraTextureDescriptor;
            descriptor.depthBufferBits = kDepthBufferBits;
            descriptor.colorFormat = RenderTextureFormat.ARGB32;
    
            // 创建一个临时的RT（储存深度法线纹理、目标信息和滤波模式）
            cmd.GetTemporaryRT(Destination.id, descriptor, FilterMode.Point);
            // 配置
            ConfigureTarget(Destination.Identifier());
            // 清楚，未渲染时配置为黑色
            ConfigureClear(ClearFlag.All, Color.black);
        }
    
        // 
        /// <summary>
        /// 后处理逻辑和渲染核心函数，相当于build-in 的OnRenderImage()
        /// 实现渲染逻辑
        /// </summary>
        /// <param name="context"></param>
        /// <param name="renderingData"></param>
        public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
        {
            var cmd = CommandBufferPool.Get(m_ProfilerTag);     // 设置渲染标签
    
            using (new ProfilingSample(cmd, m_ProfilerTag))
            {
                // 执行命令缓存
                context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
                // 清楚数据缓存
                cmd.Clear();
    
                // 相机的排序标志
                var sortFlags = renderingData.cameraData.defaultOpaqueSortFlags;
                // 创建绘制设置
                var drawSettings = CreateDrawingSettings(m_ShaderTagId, ref renderingData, sortFlags);
                // 设置对象数据
                drawSettings.perObjectData = PerObjectData.None;
                // 设置覆盖材质
                drawSettings.overrideMaterial = DepthNormalsMaterial;
    
                // 绘制渲染器
                context.DrawRenderers(renderingData.cullResults, ref drawSettings, ref m_FilteringSettings);
    
                // 设置全局纹理
                cmd.SetGlobalTexture("_CameraDepthNormalsTexture", Destination.id);
            }
            // 执行命令缓冲区
            context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
            CommandBufferPool.Release(cmd);
        }
    
            // 清除此呈现传递执行期间创建的任何已分配资源。
            public override void FrameCleanup(CommandBuffer cmd)
            {
                if (Destination != RenderTargetHandle.CameraTarget)
                {
                    cmd.ReleaseTemporaryRT(Destination.id);
                    Destination = RenderTargetHandle.CameraTarget;
                }
            }
    }

## 2 在Shader中使用 ##

上述RenderFeature我们获得了一个全局的**\_CameraDepthNormalsTexture**变量，我们就可以像Build-in下一样访问啦！

但是，一些之前固定管线下的一些采样、解码Texture函数在URP下不能直接用，要自己定义，主要需要一个解码函数。固定管线下函数：

![58a2232f05b045868e3592b7e9f39ada.png][]

其中：

![be0e3ed0bb254e2180b66622fb53e910.png][]

![ce95e3b76dc54a3ca25897861f52359b.png][]

直接搬运！完全没问题~

我给他合起来了，合成了一个函数，返回的时候用就行：

![73d81dfa92bf4e3fb03ca1acc9e788fe.png][]

还要注意，采样要是屏幕空间的UV，不然乱七八糟。

然后shader后面必须也要加上一个自定义的LightTag：

![964e38b0b2b44633bc49a9be7e30caf7.png][]

突然发现这个复杂程度跟SSAO那个差不多。。。

看看效果，我们单独输出深度和法线：

![f6fca431af934970842f4c52d09efbc2.png][]

![ed6a5004be664762a5cf7ca4dbbfb64c.png][]

一切正常！终于可以进行下一步了。

## 参考 ##

[URP深度法线纹理 - 简书 (jianshu.com)][URP_ - _ _jianshu.com]

[c3ee0729f62a4b50bec24bf4a593ab5e.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c3ee0729f62a4b50bec24bf4a593ab5e.png
[URP_ - _ _jianshu.com]: https://www.jianshu.com/p/6c75bb64e8a0
[urp_hlsl_ _ _ - _ _bilibili.com]: https://www.bilibili.com/read/cv6672641
[58a2232f05b045868e3592b7e9f39ada.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/58a2232f05b045868e3592b7e9f39ada.png
[be0e3ed0bb254e2180b66622fb53e910.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/be0e3ed0bb254e2180b66622fb53e910.png
[ce95e3b76dc54a3ca25897861f52359b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ce95e3b76dc54a3ca25897861f52359b.png
[73d81dfa92bf4e3fb03ca1acc9e788fe.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/73d81dfa92bf4e3fb03ca1acc9e788fe.png
[964e38b0b2b44633bc49a9be7e30caf7.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/964e38b0b2b44633bc49a9be7e30caf7.png
[f6fca431af934970842f4c52d09efbc2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/f6fca431af934970842f4c52d09efbc2.png
[ed6a5004be664762a5cf7ca4dbbfb64c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ed6a5004be664762a5cf7ca4dbbfb64c.png