Unity 深度缓冲区之查看深度图
深度图是展示深度缓冲区的纹理，是一个包含有场景里物体离照相机的距离值的一张纹理图；通过查看深度图可以对深度缓冲区存的数据有个直观的认识。
unity查看深度图.png
为了查看深度图：
- 摄像机设置Camera.depthTextureMode。让摄像机生成一张深度纹理；
- 生成了纹理后，OnRenderImage把它传到shader sampler2D _CameraDepthTexture中。
- shader采样计算出深度值，渲染到屏幕中
- 项目地址：GeWenL/DepthProj
具体操作
分为两部分，
- C#脚本部分
- Shader部分
C#脚本部分
- 摄像机设置Camera.depthTextureMode
mCamera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;
-
为了真正从Unity渲染器中抓取被渲染过的图像，我们需要使用Unity内置的OnRenderImage函数。下面的代码允许我们访问当前被渲染的图像：
void OnRenderImage (RenderTexture source, RenderTexture destination){ if (null != mMat) { Graphics.Blit(source, destination, mMat); } else { Graphics.Blit(source, destination); } }
这个函数负责从Unity渲染器中抓取当前的render texture，然后使用Graphics.Blit()函数再传递给Shader（通过sourceTexture参数），然后再返回一个处理后的图像再次传递回给Unity渲染器（通过destTexture参数）。
这两个行数互相搭配是处理画面特效的很常见的方法。你可以在下面的连接中找到这两个函数更详细的信息：
2.1 OnRenderImage：该摄像机上的任何脚本都可以收到这个回调（意味着你必须把它附到一个Camera上）。允许你修改最后的Render Texture。
2.2 Graphics.Blit：sourceTexture会成为material的_CameraDepthTexture。
完整PostProcessDepthGrayscale.cs 代码如下：
using UnityEngine;
using System.Collections;
[RequireComponent(typeof (Camera))]
public class PostProcessDepthGrayscale : MonoBehaviour {
public Material mMat;
private Camera mCamera;
void Start () {
mCamera = gameObject.GetComponent<Camera> ();
//设置Camera的depthTextureMode,使得摄像机能生成深度图。
if (mCamera) {
mCamera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;
}
}
void OnRenderImage (RenderTexture source, RenderTexture destination){
if (null != mMat)
{
Graphics.Blit(source, destination, mMat);
}
else
{
Graphics.Blit(source, destination);
}
}
}
- 把脚本赋给当前的主摄像机。
添加脚本.png
注意Far Clip Plane，摄像机的Far Clip Plane设置太大，看到的深度图可能是全黑的 或者 深度值变化不明显。
- 创建材质 与 设置shader
创建材质.png
材质选择shader.png
Shader的编写
- 深度贴图：sampler2D _CameraDepthTexture;
通过Graphics.Blit()函数传入。深度图中记录的深度值：深度纹理中每个像素所记录的深度值是从0 到1 非线性分布的。 - 顶点着色器Vertex Shader
在顶点着色器中获取顶点在屏幕空间的位置，用做采样深度图的uv坐标：
v2f vert (appdata_base v){
v2f o;
o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.scrPos=ComputeScreenPos(o.pos); //将返回片段着色器的屏幕位置
return o;
}
- Fragment Shader ，在像素着色器中采样深度贴图：
half4 frag (v2f i) : COLOR{
//计算当前像素深度
float depthValue =Linear01Depth (tex2Dproj(_CameraDepthTexture,UNITY_PROJ_COORD(i.scrPos)).r);
return half4(depthValue,depthValue,depthValue,1);
}
3.1 UNITY_PROJ_COORD：given a 4-component vector, return a texture coordinate suitable for projected texture reads. On most platforms this returns the given value directly.
3.2 tex2Dproj:
解释1. either by explicitly dividing x and y by w or by using tex2Dproj.
tex2D(_ShadowTex , input.posProj.xy / input.posProj.w); 等价于
tex2Dproj(_ShadowTex, input.posProj);
解释2. Samples a 2D texture using a projective divide; the texture coordinate is divided by t.w before the lookup takes place.
tex2Dproj.png
完整的shader DepthGrayscale.shader如下：
Shader "Custom/DepthGrayscale" {
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
Pass{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
sampler2D _CameraDepthTexture;
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
float4 scrPos:TEXCOORD1;
};
//Vertex Shader
v2f vert (appdata_base v){
v2f o;
o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.scrPos=ComputeScreenPos(o.pos);
return o;
}
//Fragment Shader
half4 frag (v2f i) : COLOR{
float depthValue =Linear01Depth (tex2Dproj(_CameraDepthTexture,UNITY_PROJ_COORD(i.scrPos)).r);
return half4(depthValue,depthValue,depthValue,1);
}
ENDCG
}
}
FallBack "Diffuse"
}
运行效果图：
效果图.png
如果看到的深度图是全黑的，可能摄像机的Far Clip Plane设置太大。
