Unity3D學習筆記11——後處理

1. 概述

一般來說，圖形渲染引擎都會把幀緩衝（Framebuffer）技術封裝成兩個接口，其中之一就是後處理(Post-process)。直觀來理解，後處理指的是場景在渲染完成之後，不進入屏幕的顏色緩衝區，而是暫時進入幀緩衝區；在對幀緩衝區的畫面進行處理之後，再進入顏色緩衝區被屏幕顯示出來。這個步驟只處理二維的畫面，所以有點像圖像處理的過程，或者可以看成對二維畫面進行PS。

2. 詳論

2.1. 實現

第一點需要明確的是，Unity後處理既不是寫在腳本類MonoBehaviour的Start()中，也不是寫在Update()中，而是寫在專門的函數OnRenderImage()中。這是由內置渲染流水線決定的：在相機渲染整個場景完成之後，最後再進行全屏後期處理效果。因而，處理後處理的腳本，需要Camera組件。

在Unity中創建隨意一個場景，創建一個腳本掛到Camera遊戲對象上：

using UnityEngine;

[ExecuteInEditMode]
[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class Note11Main : MonoBehaviour
{
    public Material material;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }

    private void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
    {       
        Graphics.Blit(source, destination, material);
    }
}

傳入的材質使用的Shader爲：

Shader "Custom/PostProcessingTest"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        // No culling or depth
        Cull Off ZWrite Off ZTest Always

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

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

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

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

            sampler2D _MainTex;

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
				if(i.uv.x>0.5f)
				{
					discard;
				}
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // just invert the colors
                col.rgb = 1 - col.rgb;			
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

最終的效果爲：

2.2. 解析

需要理解的是，後處理的Shader雖然大部分都是在片元着色器中寫，但是後處理本質上還是一個或者多個渲染指令，只要是渲染指令，就要經過從頂點着色器到片元着色器的過程。實際上，後處理的一個指令就是繪製了一個屏幕大小的矩形，紋理是幀緩衝中存儲的場景畫面。理解這一點，才能理解後處理是一個全屏幕操作，與具體的三維物體無關。

在這個例子中，在片元着色器中把顏色取反，所以最終整個屏幕的顏色RGB顛倒了；設置紋理座標在X方向上的值大於一半時不顯示，所以整個屏幕的右邊就不顯示顏色。

可以在Frame Debug中看到這個後處理指令：

代碼地址