Unity自定义SRP(十三)：颜色分级

Posted 2023-03-17

参考技术A https://catlikecoding.com/unity/tutorials/custom-srp/color-grading/

​ shader中添加 ColorGrade 方法：

​ 添加一个不进行色调映射pass，在每个色调映射pass中进行颜色分级：

​ 在 PostSettings 中添加 ColorAdjustmentsSettings 结构体：

​ 添加属性：

​ 我们将 DoToneMapping 更名为 DoColorGradingAndToneMapping ，并添加一个 ConfigureColorAdjustments 来配置颜色调整：

​ 我们将一些颜色属性提前调整到合适的范围：

​ 将颜色减去中间灰度值，然后通过对比度进行缩放，然后加上中间灰度值，中间灰度值为0.4135884：

​ 最好的效果是在对数空间进行：

​ 对比度增加可能获得负的颜色值：

​ 使用 RgbToHsv 将颜色转换为HSV的，然后平移色相，并使用 RotateHue 保证色相不会超出范围，最后转换为RGB:

​ 首先使用 Luminance 获得颜色的亮度，然后调整：

​ 新建 WhiteBalanceSettings 结构体，包含色温和颜色属性：

​ 创建 ConfigureWhiteBalance 方法，我们可以使用 ColorUtils.ColorBalanceToLMSCoeffs 来设置白平衡：

​ shader中，首先将颜色转换到LMS空间，然后应用白平衡，之后回到线性空间：

​ 用于单独着色阴影和高光。

​ 设置：

​ ConfigureSplitToning :

​ shader中，我们在gamma空间执行分离色调，然后回到线性空间：

​ 设置：

​ 配置：

​ shader中执行：

​ 设置：

​ 配置：

​ shader:

​ 使用ACES色调映射时，Unity会在ACES中执行大部分颜色分级操作来得到更好的效果，我们也这么支持。加入 useACES 布尔参数：

​ 加入 Luminance 变体：

​ 在 ColorGradeSplitToning ， ColorGradingShadowsMidtonesHighlights , ColorGradingSaturation 中调用。

​ 在 ColorGrade 中加入参数，并在最后选择是否使用ACES颜色空间：

​ 逐像素执行所有的颜色分级步骤是很耗性能的，我们引入LUT，即查找表。将颜色分级烘培到LUT中，然后采样来转换颜色。

​ 支持多种不同分辨率的LUT， CustomRenderPipelineAsset 中：

​ 在所有的对应文件中添加相应的参数和变量。

​ LUT是3D纹理，但一般的shader不能渲染到3D纹理中，我们可以用一个长条2D纹理来模拟3D纹理。LUT纹理的高为可配置的分辨率，宽为分辨率的平方。在 DoColorGradingAndToneMapping 中定义渲染纹理：

​ 现在我们将颜色分级和色调映射渲染到LUT中。：

​ 为创建一个恰当的LUT，我们需要使用一个颜色转换矩阵来填充。添加 GetColorGradedLUT 方法，我们使用 GetLutStripValue 方法来获得LUT输入颜色：

​ 在所有的色调映射pass中应用。

​ _ColorGradingLUTParamenters 的四个参数为LUT高，0.5/宽，0.5/高，高/高-1：

​ 为支持HDR，LUT中的颜色最好为对数空间的。我们可以引入一个布尔值来判断：

​ 如果应用了HDR就是用对数空间：

​ 创建最终pass，来应用LUT的颜色分级：

​ 在 ApplyColorGradingLUT 中，调用 ApplyLut2D 方法：

​ 此时的参数应该为1/LUT宽，1/高，高-1，在最后的绘制前设置：