Unity渲染(四):Shader着色器基础入门之获取当前屏幕贴图

通过这里，你会学习到怎么获取当前屏幕的贴图以及UV，通常用于屏幕的后处理。

上一章:Shader着色器基础入门之模糊(Blur)

开发环境：Unity5.0或者更高

通过获取屏幕贴图和uv，让屏幕的某个区域变亮

概述

1. 获取屏幕贴图2. 获取屏幕UV3. 完整代码

1.1 获取屏幕贴图

Unity 内置GrabPass来获取屏幕贴图，语法如下，代码写在SubShader里面。

Unity-GrabPass官方说明

GrabPass{"自定义贴图名称"}

此Pass的作用是获取当前帧缓冲的内容。我们可以打开FrameDebugger看到

1.2 获取屏幕UV

Unity提供了一个接口用于获取物体在屏幕上的uv坐标

ComputeGrabScreenPos (float4 clipPos)ComputeGrabScreenPos 官方说明

他需要传入一个float4的坐标，这个坐标是裁剪空间的坐标，在shader可以通过UnityObjectToClipPos()接口获取

该函数定义在UnityCG.cginc, 使用之前需要引入这个文件

#include "UnityCG.cginc"

他的函数原型是这样

inline float4 ComputeGrabScreenPos (float4 pos) {#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOPfloat scale = -1.0;#elsefloat scale = 1.0;#endiffloat4 o = pos * 0.5f;o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;#ifdef UNITY_SINGLE_PASS_STEREOo.xy = TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);#endifo.zw = pos.zw;return o;}

代码说明

#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP 因为在DX平台和OpenGl平台，坐标轴不一样,DX定义(0,0)为左上角，而OpenGl的定义(0,0)在左下角。防止图像翻转加上这个代码我们首先要了解如何将坐标从裁剪空间转换到屏幕空间。中间过程有两步，先进行透视除法，将xyz值都除以w分量，让x,y,z的范围都处于[-1,1]之间，所谓透视除法主要是针对透视投影，对于正交投影这个w=1。之后将这个[-1,1]的坐标转换到屏幕空间，x坐标由[-1，1]->[0,屏幕宽度] ，y坐标由[-1,1]->[0，屏幕高度]，这两步可以归结为以下公式

裁剪空间转为屏幕空间公式

但我们需要的是UV坐标，只需要转换到[0,1]即可，相当于上述公式的pixelWidth = 1,pixelHeight = 1,

当相机为正交投影时：上述公式clipw = 1 则带入可得到Unity源码中的float4 o = pos * 0.5f; o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;,

当相机为透视投影时 源码使用TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);进行处理，里面的代码是

float2 TransformStereoScreenSpaceTex(float2 uv, float w){float4 scaleOffset = unity_StereoScaleOffset[unity_StereoEyeIndex];return uv.xy * scaleOffset.xy + scaleOffset.zw * w;}

原理是将透视投影的相机平头截体向中间缩放挤压，变成和正交投影一样，在和正交投影一样处理。

最后我们需要再采样的时候将uv.xy / uv.w 因为我们再上面假设clipw =1了

1.3 完整代码

Shader "Toturial/ScreenGrab"{Properties{_MainTex("MainTex",2D) = "white"{}}SubShader{GrabPass{"_bTexture"}Tags{"Queue"="Transparent"}Pass{CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment fragsampler2D _MainTex;sampler2D _bTexture;struct a2v{float4 vertex : POSITION;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float4 grabPos : TEXCOORD1;};v2f vert(a2v v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.grabPos = ComputeScreenPos(o.pos);return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET{fixed4 screenColor = tex2D(_bTexture, i.grabPos.xy / i.grabPos.w);return screenColor * 2;}ENDCG}}}

最终得到效果

最终效果