Unity5中新的Shader体系简析

2021-09-25 00:48:50

一、Unity5中新的Shader体系简析

Unity5和之前的书写模式有了一定的改变。Unity5时代的Shader Reference官方文档也进一步地变得丰满。

主要需要了解到的是，在原来的Unity中，若想要新建一个Shader源文件，不考虑compute shader的话，仅有一种Shader模板供选择。而自从Unity5.1起（好像是Unity5.1）

想在Unity5.1之后的版本中新建Shader，【右键在Project窗口中单击】->【Create】，会出现如下的四个选项：

Unity5中新的Shader体系简析

而由于暂时不考虑compute shader。所以，新版Unity中有三种基本的Shader模板分别为：

  • Standard Surface Shader标准表面着色器
  • Unlit Shader 无灯光着色器
  • Image Effect Shader 图像特效着色器

二、Unity5中新的Shader模板源码解析

下面，对Unity5中三种基本Shader模板进行逐行注释与思路解析。

可以点击这里跳转到Github，查看详细注释好的三种Shader模板的源码。

2.1 标准表面着色器（Standard Surface Shader）模板源码解析

在Unity中，我们若要实现新的表面着色器时，可以根据这个模板，进行一步添加子着色器和新的参数与特性。

这个Shader模板的脉络很清晰，先是定义一些属性，然后在SubShader中设置渲染模式，层次细节LOD的值，然后开启一个CG编程语言模块，写一些编译指令#pragma，声明一下变量让属性值在CG块中可见，定义输入结构，然后填充一下表面着色函数即可。注意：专门强调一句，SurfaceShader不能使用Pass，一使用就报错，我们直接在SubShader中实现和填充代码就可以了。

Standard Surface Shader模板详细注释的Shader代码如下：

  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/Surface Shader模板"
  2. {
  3. //------------------------------------【属性值】------------------------------------
  4. Properties
  5. {
  6. //主颜色
  7. _Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
  8. //主纹理
  9. _MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
  10. //光泽度
  11. _Glossiness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
  12. //金属度
  13. _Metallic("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
  14. }
  15. //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------
  16. SubShader
  17. {
  18. //【注意：Surface Shader不能使用Pass，直接在SubShader中实现即可】
  19. //渲染类型设置：不透明
  20. Tags{"RenderType" = "Opaque" }
  21. //细节层次设为：200
  22. LOD200
  23. //===========开启CG着色器语言编写模块===========
  24. CGPROGRAM
  25. //编译指令：告知编译器表明着色函数的名称为surf
  26. //Standard表示光照模型为Unity标准版光照模型
  27. //fullforwardshadows表示在正向渲染路径中支持所有阴影类型
  28. #pragma surface surf Standard fullforwardshadows
  29. //编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0
  30. #pragma target 3.0
  31. //变量的声明
  32. sampler2D _MainTex;
  33. //表面输入结构体
  34. struct Input
  35. {
  36. float2 uv_MainTex;//纹理坐标
  37. };
  38. //变量的声明
  39. half _Glossiness;
  40. half _Metallic;
  41. fixed4 _Color;
  42. //--------------------------------【表面着色函数】-----------------------------
  43. //输入：表面输入结构体
  44. //输出：Unity内置的SurfaceOutputStandard结构体
  45. //SurfaceOutputStandard原型如下：
  46. /*
  47. struct SurfaceOutputStandard
  48. {
  49. fixed3 Albedo;                  // 漫反射颜色
  50. fixed3 Normal;                  // 切线空间法线
  51. half3 Emission;                 //自发光
  52. half Metallic;                           // 金属度；取0为非金属, 取1为金属
  53. half Smoothness;             // 光泽度；取0为非常粗糙, 取1为非常光滑
  54. half Occlusion;                 // 遮挡(默认值为1)
  55. fixed Alpha;                      // 透明度
  56. };
  57. */
  58. //---------------------------------------------------------------------------------
  59. void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
  60. {
  61. //【1】漫反射颜色为主纹理对应的纹理坐标，并乘以主颜色
  62. fixed4c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
  63. //【2】将准备好的颜色的rgb分量作为漫反射颜色
  64. o.Albedo= c.rgb;
  65. //【3】金属度取自属性值
  66. o.Metallic= _Metallic;
  67. //【4】光泽度也取自属性值
  68. o.Smoothness= _Glossiness;
  69. //【5】将准备好的颜色的alpha分量作为Alpha分量值
  70. o.Alpha= c.a;
  71. }
  72. //===========结束CG着色器语言编写模块===========
  73. ENDCG
  74. }
  75. //备胎为漫反射
  76. FallBack"Diffuse"
  77. }

接着来看Unity5的第二种Shader模板，无灯光着色器（Unlit Shader）模板。

2.2 无灯光着色器（Unlit Shader）模板源码解析

Unlit Shader，简单来说，就是直接采用漫反射纹理，不考虑场景中的任何灯光效果。使用无灯光着色器的话，也就不能使用任何镜面或者法线效果了。Unlit系的Shader基本原理和其他Shader无异，但是计算量更小，更快速，更高效。

而在Unity内置的各种着色器中，有如下的四种是Unlit系的：

Unity5中新的Shader体系简析

好的，已经稍微解释了下什么是Unlit Shader。下面一起看一下Unity为我们提供的无灯光着色器模板的代码：

  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/无灯光着色器(Unlit Shader)模板"
  2. {
  3. //------------------------------------【属性值】------------------------------------
  4. Properties
  5. {
  6. //主纹理
  7. _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
  8. }
  9. //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------
  10. SubShader
  11. {
  12. //渲染类型设置：不透明
  13. Tags{ "RenderType"="Opaque" }
  14. //细节层次设为：100
  15. LOD 100
  16. //--------------------------------唯一的通道-------------------------------
  17. Pass
  18. {
  19. //===========开启CG着色器语言编写模块===========
  20. CGPROGRAM
  21. //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称
  22. #pragma vertex vert
  23. #pragma fragment frag
  24. //着色器变体快捷编译指令：雾效。编译出几个不同的Shader变体来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数)
  25. #pragma multi_compile_fog
  26. //包含头文件
  27. #include"UnityCG.cginc"
  28. //顶点着色器输入结构
  29. struct appdata
  30. {
  31. float4 vertex : POSITION;//顶点位置
  32. float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标
  33. };
  34. //顶点着色器输出结构
  35. struct v2f
  36. {
  37. float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标
  38. UNITY_FOG_COORDS(1)//雾数据
  39. float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置
  40. };
  41. //变量声明
  42. sampler2D _MainTex;
  43. float4 _MainTex_ST;
  44. //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------
  45. //输入：顶点输入结构体
  46. //输出：顶点输出结构体
  47. //---------------------------------------------------------------------------------
  48. v2f vert (appdata v)
  49. {
  50. //【1】实例化一个输入结构体
  51. v2f o;
  52. //【2】填充此输出结构
  53. //输出的顶点位置（像素位置）为模型视图投影矩阵乘以顶点位置,也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口
  54. o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
  55. //【3】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏,根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置（按比例进行二维变换）
  56. o.uv= TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
  57. //【4】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏处理雾效，从顶点着色器中输出雾效数据
  58. UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
  59. //【5】返回此输出结构对象
  60. return o;
  61. }
  62. //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------
  63. //输入：顶点输出结构体
  64. //输出：float4型的像素颜色值
  65. //---------------------------------------------------------------------------------
  66. fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
  67. {
  68. //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值
  69. fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
  70. //【2】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏启用雾效
  71. UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord,col);
  72. //【3】返回最终的颜色值
  73. return col;
  74. }
  75. //===========结束CG着色器语言编写模块===========
  76. ENDCG
  77. }
  78. }
  79. }

不难分析得到，无灯光着色器是一种顶点&片段着色器，这边模板给出的是单子着色器，单通道的写法。

并且，无灯光着色器中使用了一些UnityCG.cginc头文件中内置的宏，比如说TRANSFORM_TEX、UNITY_TRANSFER_FOG、UNITY_APPLY_FOG。接下来分别把这三个宏简单解释一下。

2.2.1 TRANSFORM_TEX宏

TRANSFORM_TEX宏的定义为：

  1. #define TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy *name##_ST.xy + name##_ST.zw)

其位于UnityCG.cginc（Unity5.2.1版本）的第266行。其可以根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置（按比例进行二维变换），组合上上文中定义的float4 _MainTex_ST，便可以计算真正的纹理上对应的位置。

2.2.2 UNITY_TRANSFER_FOG宏

UNITY_TRANSFER_FOG宏的作用是从顶点着色输出雾数据。在UnityCG.cginc（Unity5.2.1版本）的第772行起，具体定义如下：

  1. #if (SHADER_TARGET < 30) ||defined(SHADER_API_MOBILE)
  2. //手机端或者Shader Mode 2.0: 计算每个顶点的雾效因子
  3. #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) UNITY_CALC_FOG_FACTOR((outpos).z); o.fogCoord =unityFogFactor
  4. #else
  5. //Shader Mode 3.0和PC和游戏机: 计算每像素的雾距离，和每像素的雾效因子
  6. #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) o.fogCoord = (outpos).z
  7. #endif

2.2.3 UNITY_APPLY_FOG宏

UNITY_APPLY_FOG宏的定义稍微有些长，从UnityCG.cginc（Unity 5.2.1版本）的第787行起：

  1. #if defined(FOG_LINEAR) || defined(FOG_EXP)|| defined(FOG_EXP2)
  2. #if(SHADER_TARGET < 30) || defined(SHADER_API_MOBILE)
  3. //mobile or SM2.0: fog factor was already calculated per-vertex, so just lerp thecolor
  4. #defineUNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,coord)
  5. #else
  6. //SM3.0 and PC/console: calculate fog factor and lerp fog color
  7. #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_CALC_FOG_FACTOR(coord);UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,unityFogFactor)
  8. #endif
  9. #else
  10. #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol)
  11. #endif
  12. #ifdef UNITY_PASS_FORWARDADD
  13. #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fixed4(0,0,0,0))
  14. #else
  15. #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,unity_FogColor)
  16. #endif

可以发现，UNITY_APPLY_FOG宏的作用是从顶点着色器中输出雾效数据，将第二个参数中的颜色值作为雾效的颜色值，且在正向附加渲染通道（forward-additive pass）中，自动设置纯黑色（fixed4(0,0,0,0)）的雾效。其在定义中借助了UNITY_APPLY_FOG_COLOR宏，而我们也可以使用UNITY_APPLY_FOG_COLOR来指定特定颜色的雾效。

2.3 图像特效着色器（Image Effect Shader） 模板源码解析

这里的图像特效一般指的就是屏幕图像特效，在Camera加上各种滤镜，比如说屏幕溅血，像素化，色调的调整，画面模糊等效果。其也是一个顶点&片段着色器，且一般主要的操作集中在片段着色函数中。Unity为我们提供的模板，经过详细注释后的源码如下：

  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/图像特效Shader模板"
  2. {
  3. //------------------------------------【属性值】------------------------------------
  4. Properties
  5. {
  6. //主纹理
  7. _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
  8. }
  9. //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------
  10. SubShader
  11. {
  12. //关闭剔除操作
  13. Cull Off
  14. //关闭深度写入模式
  15. ZWrite Off
  16. //设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试（AlphaTestOff）
  17. ZTest Always
  18. //--------------------------------唯一的通道-------------------------------
  19. Pass
  20. {
  21. //===========开启CG着色器语言编写模块===========
  22. CGPROGRAM
  23. //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称
  24. #pragma vertex vert
  25. #pragma fragment frag
  26. //包含头文件
  27. #include"UnityCG.cginc"
  28. //顶点着色器输入结构
  29. struct appdata
  30. {
  31. float4 vertex : POSITION;//顶点位置
  32. float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标
  33. };
  34. //顶点着色器输出结构（v2f，vertex to fragment）
  35. struct v2f
  36. {
  37. float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标
  38. float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置
  39. };
  40. //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------
  41. //输入：顶点输入结构体
  42. //输出：顶点输出结构体
  43. //---------------------------------------------------------------------------------
  44. //顶点着色函数
  45. v2f vert (appdata v)
  46. {
  47. //【1】实例化一个输入结构体
  48. v2f o;
  49. //【2】填充此输出结构
  50. //输出的顶点位置（像素位置）为模型视图投影矩阵乘以顶点位置，也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口
  51. o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
  52. //输入的UV纹理坐标为顶点输出的坐标
  53. o.uv= v.uv;
  54. //【3】返回此输出结构对象
  55. return o;
  56. }
  57. //变量的声明
  58. sampler2D _MainTex;
  59. //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------
  60. //输入：顶点输出结构体
  61. //输出：float4型的像素颜色值
  62. //---------------------------------------------------------------------------------
  63. fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
  64. {
  65. //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值
  66. fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
  67. //【2】将颜色值反向
  68. col= 1 - col;
  69. //【3】返回最终的颜色值
  70. return col;
  71. }
  72. //===========结束CG着色器语言编写模块===========
  73. ENDCG
  74. }
  75. }
  76. }

2.4 Shader模板中文注释格式调整版替换

其实可以将Unity5中自带的上述三个着色器模板，替换成上文中贴出来的、经过详细注释和格式调整的Shader模板，这样在每次新建Shader时，就已经得到了具有很高可读性的Shader模板了，非常便捷。

一定要吐槽的是，Unity5.2.1自带的三个Shader模板的缩进和空格完全是混用的，导致在通过他们新建出来的Shader里面写代码的时候，格式非常混乱，十分影响新版Unity中Shader的编码体验。很明显，准备此Shader模板的Unity开发人员的编码习惯有点欠缺，得在这里点名批评，轻喷一下。

浅墨在一发现他们格式有问题的时候就马上替换掉了，所以现在在Unity中写Shader代码的体验是非常棒的。这边也教大家如何替换掉自带的3个模板。

Unity中Shader模板的位置是…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates，比如说Unity安装在D:\ProgramFiles\路径下，整体路径就是：

D:\ProgramFiles\Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates。

在此路径下的3个txt，即为对应的三个Shader模板文件：

  • 83-Shader__Standard SurfaceShader-NewSurfaceShader.shader.txt
  • 84-Shader__UnlitShader-NewUnlitShader.shader.txt
  • 85-Shader__Image EffectShader-NewImageEffectShader.shader

这边已经将调整好格式，详细注释的三种模板准备好了，下载之后，找到上面提到的…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates目录。替换掉对应的3个txt文件即可。需要注意的是，如果你想自己DIY Shader模板，需要将txt保存为UTF-8编码格式，否则可能会出现乱码。

替换的模板下载地址在这里：

【Unity5-Shader模板中文注释格式调整版替换文件】下载

另外还有一个小细节可以提一下。如果你安装了两个或者两个以上的Unity5.1之后版本的Unity，如果你替换你当前使用的Unity路径下的模板文件后，新建的模板文件没有改变的话，你试着将所有的Unity5.1之后版本的路径下的这三个模板文件都进行替换，应该就可以实现想要的替换效果。浅墨的机器上就是同时存在Unity5.2.1和Unity5.2.0，然后使用Unity5.2.1，替换掉Unity5.2.1路径下的三个模板文件后，并没有发生变换。之后我按图索骥，替换了Unity 5.2.0版路径下的三个模板文化，才使得替换的模板文件生效。这估计是Unity多版本共存时，自身的一个小bug。

三、运动模糊屏幕特效的实现

关于运动模糊特效，如果把握要要点的话，实现起来其实比较简单，就是一个脚本文件配合一个Shader，便可以实现较为出色的运动模糊特效。而其中的脚本文件用于控制Shader中的外部参数。

也就是说一个屏幕特效通常分为两部分来实现：

  • Shader实现部分
  • 脚本实现部分

下面我们对运动模糊屏幕特效的实现分别进行简单的描述。

可以点击这里跳转到Github，查看详细注释好的运动模糊屏幕特效的实现源码。

3.1 Shader实现部分

先看一下Shader代码的写法，因为基本上已经逐行注释，就不花时间和笔墨仔细讲解了，详细注释的代码如下：

  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版"
  2. {
  3. //------------------------------------【属性值】------------------------------------
  4. Properties
  5. {
  6. _MainTex("主纹理 (RGB)", 2D) = "white" {}
  7. _IterationNumber("迭代次数", Int)=16
  8. }
  9. //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------
  10. SubShader
  11. {
  12. //--------------------------------唯一的通道-------------------------------
  13. Pass
  14. {
  15. //设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试（AlphaTest Off）
  16. ZTest Always
  17. //===========开启CG着色器语言编写模块===========
  18. CGPROGRAM
  19. //编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0
  20. #pragma target 3.0
  21. //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称
  22. #pragma vertex vert
  23. #pragma fragment frag
  24. //包含辅助CG头文件
  25. #include "UnityCG.cginc"
  26. //外部变量的声明
  27. uniform sampler2D _MainTex;
  28. uniform float _Value;
  29. uniform float _Value2;
  30. uniform float _Value3;
  31. uniform int _IterationNumber;
  32. //顶点输入结构
  33. struct vertexInput
  34. {
  35. float4 vertex : POSITION;//顶点位置
  36. float4 color : COLOR;//颜色值
  37. float2 texcoord : TEXCOORD0;//一级纹理坐标
  38. };
  39. //顶点输出结构
  40. struct vertexOutput
  41. {
  42. half2 texcoord : TEXCOORD0;//一级纹理坐标
  43. float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置
  44. fixed4 color : COLOR;//颜色值
  45. };
  46. //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------
  47. // 输入：顶点输入结构体
  48. // 输出：顶点输出结构体
  49. //---------------------------------------------------------------------------------
  50. vertexOutput vert(vertexInput Input)
  51. {
  52. //【1】声明一个输出结构对象
  53. vertexOutput Output;
  54. //【2】填充此输出结构
  55. //输出的顶点位置为模型视图投影矩阵乘以顶点位置，也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口
  56. Output.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, Input.vertex);
  57. //输出的纹理坐标也就是输入的纹理坐标
  58. Output.texcoord = Input.texcoord;
  59. //输出的颜色值也就是输入的颜色值
  60. Output.color = Input.color;
  61. //【3】返回此输出结构对象
  62. return Output;
  63. }
  64. //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------
  65. // 输入：顶点输出结构体
  66. // 输出：float4型的颜色值
  67. //---------------------------------------------------------------------------------
  68. float4 frag(vertexOutput i) : COLOR
  69. {
  70. //【1】设置中心坐标
  71. float2 center = float2(_Value2, _Value3);
  72. //【2】获取纹理坐标的x，y坐标值
  73. float2 uv = i.texcoord.xy;
  74. //【3】纹理坐标按照中心位置进行一个偏移
  75. uv -= center;
  76. //【4】初始化一个颜色值
  77. float4 color = float4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
  78. //【5】将Value乘以一个系数
  79. _Value *= 0.085;
  80. //【6】设置坐标缩放比例的值
  81. float scale = 1;
  82. //【7】进行纹理颜色的迭代
  83. for (int j = 1; j < _IterationNumber; ++j)
  84. {
  85. //将主纹理在不同坐标采样下的颜色值进行迭代累加
  86. color += tex2D(_MainTex, uv * scale + center);
  87. //坐标缩放比例依据循环参数的改变而变化
  88. scale = 1 + (float(j * _Value));
  89. }
  90. //【8】将最终的颜色值除以迭代次数，取平均值
  91. color /= (float)_IterationNumber;
  92. //【9】返回最终的颜色值
  93. return  color;
  94. }
  95. //===========结束CG着色器语言编写模块===========
  96. ENDCG
  97. }
  98. }
  99. }

可以发现，这是一个单子着色器、单通道的顶点&片段着色器，顶点着色函数vert中基本上都是写的比较中规中矩的代码，精髓之处在于片段着色器frag中，用一个for

循环，将像素颜色按照一条直线（uv * scale + center）进行了迭代采样累加，最终将采样的颜色的总和除以采样次数，得到了想要实现的运动模糊效果。

3.2 脚本实现部分

脚本文件的实现方面，如下的即个点是要提出来专门讲一下的，即Shader文件的获取方法和OnRenderImage函数、Blit函数。

3.2.1 Shader文件的获取

Shader文件的获取可以使用Shader.Find函数实现。需要注意，Shader.Find函数参数应该和Shader代码中的名称一致，也就是下面的代码框架中xxx的值，而不是Shader的文件名：

  1. Shader "xxxx"
  2. {
  3. }

举个例子，脚本代码如果是这样：

  1. CurShader = Shader.Find ("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");

那么获取到的Shader，文件名是任意的，但Shader代码框架肯定是这样：

  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版"
  2. {
  3. ……
  4. }

3.2.2 OnRenderImage函数与Blit函数

OnRenderImage()函数是MonoBehaviour中提供的一个可供我们重写的函数，它在unity完成所有图片的渲染后被调用。所以我们想实现屏幕特效，主要依靠它来实现。而OnRenderImage函数的函数原型是:

  1. void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture,RenderTexture destTexture);

另外，我们需要配合一个Graphics.Blit函数，实现从源纹理到目标渲染纹理的拷贝过程，其原型如下三种：

  1. public static void Blit(Texture source,RenderTexture dest);
  2. public static void Blit(Texture source,RenderTexture dest, Material mat, int pass = -1);
  3. public static void Blit(Texture source,Material mat, int pass = -1);

其中。

第一个参数，Texture类型的source，原始纹理。

第二个参数，RenderTexture类型的dest，目标渲染纹理，若为null，表示直接将原始纹理拷贝到屏幕之上。

第三个参数，Material类型的mat，使用的材质（其实也就是Shader），根据不同材质的准备，就是在这里实现后期的效果的。

第四个参数，int类型的pass，有默认值 -1，表示使用所有的pass。用于指定使用哪一个pass。

说个题外话，其实在很久之前的Win32 API游戏编程中，同样原理和相似用途的Blit函数用得太多了。

好的，最后看一下实现屏幕特效的核心代码，如下：

  1. void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture)
  2. {
  3. //着色器实例不为空，就进行参数设置
  4. if (CurShader != null)
  5. {
  6. //设置Shader中的外部变量
  7. material.SetFloat("_IterationNumber", IterationNumber);
  8. material.SetFloat("_Value", Intensity);
  9. material.SetFloat("_Value2", OffsetX);
  10. material.SetFloat("_Value3", OffsetY);
  11. material.SetFloat("_Value4", blurWidth);
  12. material.SetVector("_ScreenResolution", new Vector4(sourceTexture.width, sourceTexture.height, 0.0f, 0.0f));
  13. //拷贝源纹理到目标渲染纹理，加上我们的材质效果
  14. Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);
  15. }
  16. //着色器实例为空，直接拷贝屏幕上的效果。此情况下是没有实现屏幕特效的
  17. else
  18. {
  19. //直接拷贝源纹理到目标渲染纹理
  20. Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);
  21. }

最后看一下详细注释后的脚本完整实现代码：

  1. using UnityEngine;
  2. using System.Collections;
  3. [ExecuteInEditMode]
  4. public class MotionBlurEffects : MonoBehaviour
  5. {
  6. //-------------------变量声明部分-------------------
  7. #region Variables
  8. public Shader CurShader;//着色器实例
  9. private Vector4 ScreenResolution;//屏幕分辨率
  10. private Material CurMaterial;//当前的材质
  11. [Range(5, 50)]
  12. public float IterationNumber = 15;
  13. [Range(-0.5f, 0.5f)]
  14. public float Intensity = 0.125f;
  15. [Range(-2f, 2f)]
  16. public float OffsetX = 0.5f;
  17. [Range(-2f, 2f)]
  18. public float OffsetY = 0.5f;
  19. public static float ChangeValue;
  20. public static float ChangeValue2;
  21. public static float ChangeValue3;
  22. public static float ChangeValue4;
  23. #endregion
  24. //-------------------------材质的get&set----------------------------
  25. #region MaterialGetAndSet
  26. Material material
  27. {
  28. get
  29. {
  30. if (CurMaterial == null)
  31. {
  32. CurMaterial = new Material(CurShader);
  33. CurMaterial.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
  34. }
  35. return CurMaterial;
  36. }
  37. }
  38. #endregion
  39. //-----------------------------------------【Start()函数】---------------------------------------------
  40. // 说明：此函数仅在Update函数第一次被调用前被调用
  41. //--------------------------------------------------------------------------------------------------------
  42. void Start()
  43. {
  44. //依此赋值
  45. ChangeValue = Intensity;
  46. ChangeValue2 = OffsetX;
  47. ChangeValue3 = OffsetY;
  48. ChangeValue4 = IterationNumber;
  49. //找到当前的Shader文件
  50. CurShader = Shader.Find("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");
  51. //判断是否支持屏幕特效
  52. if (!SystemInfo.supportsImageEffects)
  53. {
  54. enabled = false;
  55. return;
  56. }
  57. }
  58. //-------------------------------------【OnRenderImage()函数】------------------------------------
  59. // 说明：此函数在当完成所有渲染图片后被调用，用来渲染图片后期效果
  60. //--------------------------------------------------------------------------------------------------------
  61. void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture)
  62. {
  63. //着色器实例不为空，就进行参数设置
  64. if (CurShader != null)
  65. {
  66. //设置Shader中的外部变量
  67. material.SetFloat("_IterationNumber", IterationNumber);
  68. material.SetFloat("_Value", Intensity);
  69. material.SetFloat("_Value2", OffsetX);
  70. material.SetFloat("_Value3", OffsetY);
  71. material.SetVector("_ScreenResolution", new Vector4(sourceTexture.width, sourceTexture.height, 0.0f, 0.0f));
  72. //拷贝源纹理到目标渲染纹理，加上我们的材质效果
  73. Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);
  74. }
  75. //着色器实例为空，直接拷贝屏幕上的效果。此情况下是没有实现屏幕特效的
  76. else
  77. {
  78. //直接拷贝源纹理到目标渲染纹理
  79. Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);
  80. }
  81. }
  82. //-----------------------------------------【OnValidate()函数】--------------------------------------
  83. // 说明：此函数在编辑器中该脚本的某个值发生了改变后被调用
  84. //--------------------------------------------------------------------------------------------------------
  85. void OnValidate()
  86. {
  87. //将编辑器中的值赋值回来，确保在编辑器中值的改变立刻让结果生效
  88. ChangeValue4 = IterationNumber;
  89. ChangeValue = Intensity;
  90. ChangeValue2 = OffsetX;
  91. ChangeValue3 = OffsetY;
  92. }
  93. //-----------------------------------------【Update()函数】------------------------------------------
  94. // 说明：此函数在每一帧中都会被调用
  95. //--------------------------------------------------------------------------------------------------------
  96. void Update()
  97. {
  98. if (Application.isPlaying)
  99. {
  100. //赋值
  101. IterationNumber = ChangeValue4;
  102. Intensity = ChangeValue;
  103. OffsetX = ChangeValue2;
  104. OffsetY = ChangeValue3;
  105. }
  106. //找到对应的Shader文件
  107. #if UNITY_EDITOR
  108. if (Application.isPlaying != true)
  109. {
  110. CurShader = Shader.Find("浅墨Shader编程/Volume8/运动模糊特效标准版");
  111. }
  112. #endif
  113. }
  114. //-----------------------------------------【OnDisable()函数】---------------------------------------
  115. // 说明：当对象变为不可用或非激活状态时此函数便被调用
  116. //--------------------------------------------------------------------------------------------------------
  117. void OnDisable()
  118. {
  119. if (CurMaterial)
  120. {
  121. DestroyImmediate(CurMaterial);
  122. }
  123. }
  124. }

3.3 关于如何使用此特效

使用方面的话比较简单，把脚本文件拖到主摄像机上面，效果就出来了。

脚本文件中有如下这些参数可以调整，得到不同的模糊效果：

Unity5中新的Shader体系简析

  • Iteration Number- 迭代次数
  • Intensity - 模糊强度
  • Offset X - X方向上的偏移
  • Offset Y - Y方向上的偏移

四、最终的效果展示

这边贴几张场景的效果图和使用了屏幕特效后的效果图。需要注意的是，本次的场景效果，除了类似CS/CF的FPS游戏的控制系统以外，还可以使用键盘上的按键【F】，开启或者关闭运动模糊特效。正如下图所展示的：

Unity5中新的Shader体系简析

下面放几张测试截图。

首先，Unity5中，导出的exe使用了新的片头Logo，质感不错，好评：

Unity5中新的Shader体系简析

城镇中的原始效果：

Unity5中新的Shader体系简析

运动模糊后的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

海港原始效果：

Unity5中新的Shader体系简析

海港运动模糊后的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

城镇草丛前的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

城镇草丛前运动模糊后的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

沙滩原始效果：

Unity5中新的Shader体系简析

沙滩运动模糊后的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

海面原始效果：

Unity5中新的Shader体系简析

海面运动模糊后的效果：

Unity5中新的Shader体系简析

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