Unity3D+Post Processing Stack V2自定义后处理效果研究

Posted 2020-12-15 yuanziming

背景

众所周知，Unity3D支持自定义后处理效果，实现过程有三步：

1. 添加着色器，在着色器里书写后处理代码；
2. 添加材质，把材质和着色器绑定；
3. 给相机添加脚本，重写其OnRenderImage方法，将材质传入Graphics.Blit方法中。

但是在做最近的一个项目时，我使用了Unity3D的官方后处理插件Post Processing Stack V2（以下简称PPV2）来简化辉光、环境光遮蔽这类后处理效果的使用。但之后我又需要自定义一些后处理效果，此时就出现了问题。我发现我的OnRenderImage方法没有正常地接收到渲染帧经过插件处理后的纹理，而是接收到一个纯黑纹理，最后输出的也是纯黑，使得我的后处理效果无法正常工作，网上也找不到实际原因，可能和渲染管线的不同有关。为了解决这个问题，必须基于PPV2自定义一个效果，然后在其他代码中操作这个效果里的参数，由PPV2来执行我们的后处理效果。这个国内国外的教程都非常少，我主要参考了PPV2的官方文档，在这里给出。

代码

着色器

Shader "Hidden/Custom/Blend" {
    HLSLINCLUDE

        #include "Packages/com.unity.postprocessing/PostProcessing/Shaders/StdLib.hlsl"

		TEXTURE2D_SAMPLER2D(_MainTex, sampler_MainTex);
		TEXTURE2D_SAMPLER2D(_DesTex, sampler_DesTex);
        float _Alpha;

        float4 Frag(VaryingsDefault i) : SV_Target {
			float4 col1 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord);
			float4 col2 = SAMPLE_TEXTURE2D(_DesTex, sampler_DesTex, i.texcoord);
			float4 col = lerp(col2, col1, _Alpha);
			return col;
        }

    ENDHLSL

    SubShader {
        Cull Off ZWrite Off ZTest Always

        Pass {
            HLSLPROGRAM

                #pragma vertex VertDefault
                #pragma fragment Frag

            ENDHLSL
        }
    }
}

基本和文档中的一致，只是修改了片元着色器函数里的代码，实现将两张纹理进行混合的过程，另外由于这个文档比较新，实例的Shader语法好像和以前的CG语言不太一样，不知道是不是换成了HLSL。

效果自定义

using System;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering.PostProcessing;

[Serializable]
[PostProcess(typeof(BlendRenderer), PostProcessEvent.AfterStack, "Custom/Blend")]
public sealed class Blend : PostProcessEffectSettings {
    public TextureParameter DesTex = new TextureParameter();
    public FloatParameter Alpha = new FloatParameter();
}

public sealed class BlendRenderer : PostProcessEffectRenderer<Blend>
{
    public override void Render(PostProcessRenderContext context) {
        var sheet = context.propertySheets.Get(Shader.Find("Hidden/Custom/Blend"));
        sheet.properties.SetTexture("_DesTex", settings.DesTex);
        sheet.properties.SetFloat("_Alpha", settings.Alpha);
        context.command.BlitFullscreenTriangle(context.source, context.destination, sheet, 0);
    }
}

这里定义了两个类，一个是设置类，提供了后处理效果所需的各种属性，其中支持的属性类型可以在项目下Packages/Post Processing/PostProcessing/Runtime/ParameterOverride.cs里找到，对应的基础类型有int、float、color、vector2、vector3、vector4、spline和texture。第二个类用来重写后处理方法，一般在这里指定要用的shader和给shader里的变量赋值。

修改效果参数

    void Start() {
        m_Blend = ScriptableObject.CreateInstance<Blend>();
        m_Blend.enabled.Override(true);
        m_Blend.Alpha.Override(1f);
        m_Blend.DesTex.Override(Texture2D.blackTexture);
        m_Volume = PostProcessManager.instance.QuickVolume(8, 100f, m_Blend);
        // 8是后处理所在的层
    }

这一段是初始化，先创建后处理效果，然后将其加入到后处理体积中。初始化后处理效果参数用Override方法，注意QuickVolume方法的第一个参数非常重要，它对应在PostProcessing Layer组件里填写的层的编号。

m_Blend.DesTex.value = tex; // tex -> Texture2D
m_Blend.Alpha.value = Alpha; // Alpha -> float

平常赋值直接修改属性名的value属性。

    private void OnDestroy() {
        RuntimeUtilities.DestroyVolume(m_Volume, true, true);
    }

注意在对象被销毁时要将创建的临时后处理体积销毁。如果没有这一段，更换场景时后处理会继续工作，不是我们想要的效果。

总结

Unity3D+Post Processing Stack V2自定义后处理效果其实也是只有三步，就是编写后处理着色器、编写后处理效果类、编写操作后处理参数类。主要还是国内外的教程没有与时俱进导致资料查找困难，希望更多的新教程能不断涌现，方便开发者的学习。