【Unity Shader入门练习】调整屏幕的亮度、饱和度和对比度

• 0x00 序言
  本文是《Unity Shader入门精要》读书笔记，最近接触到项目中用到了模糊处理，经过查阅资料，发觉模糊处理是屏幕后处理技术中的一种，就从屏幕后处理技术开始学习。[使用的Unity版本：5.6.1f1]

• 0x01效果图
  

• 0x02 屏幕后处理的定义
  屏幕后处理，通常指的是在渲染完整个场景得到屏幕图像后，再对这个图像一系列操作，实现各种屏幕特效。
  想要实现屏幕后处理的基础在于得到渲染后的屏幕图像，即抓取屏幕，而Unity为我们提供了这样一个方便的接口——OnRenderImage函数：

MonoBehaviour.OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)

• 0x03 后处理过程
  1.需要在摄像机中添加一个用于屏幕后处理的脚本。在这个脚本中，我们会实现OnRenderImage函数来获取当前屏幕的渲染纹理；
  2.调用Graphics.Blit函数使用特定的Unity Shader来对当前图像进行处理；
  3.把返回的渲染纹理显示到屏幕上。

• 0x04 后处理脚本代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[ExecuteInEditMode]                         //编辑器状态下可以直接看到运行结果
[RequireComponent (typeof(Camera))]

public class BrightnessSaturationAndContrast : MonoBehaviour {

    protected void CheckResources()
    {
        bool isSupported = CheckSupport();

        if (isSupported == false)
        {
            NotSupported();
        }
    }

    protected bool CheckSupport()
    {
        if (SystemInfo.supportsImageEffects == false)
        {
            Debug.LogWarning("This platform does not support image effects or render textures.");
            return false;
        }
        return true;
    }

    protected void NotSupported()
    {
        enabled = false;
    }

    void Start () {
        CheckResources();
    }

    //第一个参数指定了特效需要使用的Shader,第二个参数则是用于后期处理的材质。
    protected Material CheckShaderAndCreateMaterial(Shader shader, Material material)
    {
        if(shader == null)
        {
            return null;
        }

        if (shader.isSupported && material && material.shader == shader)
        {
            return material;
        }

        if (!shader.isSupported)
        {
            return null;
        }
        else
        {
            material = new Material(shader);
            material.hideFlags = HideFlags.DontSave;
            if (material)
                return material;
            else
                return null;
        }
    }

    public Shader briSatConShader;
    private Material briSatConMaterial;
    public Material material
    {
        get
        {
            briSatConMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(briSatConShader, briSatConMaterial);
            return briSatConMaterial;
        }
    }

    [Range(0.0f, 3.0f)]
    public float brightness = 1.0f;

    [Range(0.0f, 3.0f)]
    public float saturation = 1.0f;

    [Range(0.0f, 3.0f)]
    public float contrast = 1.0f;

    void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    {
        if (material != null)
        {
            material.SetFloat("_Brightness", brightness);
            material.SetFloat("_Saturation", saturation);
            material.SetFloat("_Contrast", contrast);

            Graphics.Blit(src, dest, material);
        }
        else
        {
            Graphics.Blit(src, dest);
        }
    }
}

• 0x05 Shader代码

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Brightness Saturation And Contrast"{
    //声明本例使用的各个属性
    Properties{
        _MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Brightness("Brightness", Float) = 1
        _Saturation("Saturation", Float) = 1
        _Contrast("Contrast", Float) = 1
    }

    //定义用于屏幕后处理的pass
    SubShader{
        Pass{
            //关闭深度写入
            //为了防止它“挡住”在其后面被渲染的物体。
            ZTest Always Cull Off ZWrite Off

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            //在CG代码块中声明对应的变量
            sampler2D _MainTex;
            half _Brightness;
            half _Saturation;
            half _Contrast;

            //定义顶点着色器
            struct v2f{
                float4 pos : SV_POSITION;
                half2 uv: TEXCOORD0;
            };

            v2f vert(appdata_img v){
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.texcoord;
                return o;
            }
            //定义片元着色器
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
                fixed4 renderTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
                //Apply brightness
                fixed3 finalColor = renderTex.rgb * _Brightness;

                //Apply saturation
                //['luːmɪn(ə)ns]亮度
                fixed luminance = 0.2125 * renderTex.r + 0.7154 * renderTex.g + 0.0721 * renderTex.b;
                fixed3 luminanceColor = fixed3(luminance, luminance, luminance);
                finalColor = lerp(luminanceColor, finalColor, _Saturation);

                //Apply contrast
                fixed3 avgColor = fixed3(0.5, 0.5, 0.5);
                finalColor = lerp(avgColor, finalColor, _Contrast);

                return fixed4(finalColor, renderTex.a);
            }

            ENDCG
        }
    }

    Fallback Off
}