Unity Shader 学习笔记（22） Bloom效果

Unity Shader 学习笔记（22） Bloom效果

参考书籍：《Unity Shader 入门精要》

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Bloom效果

即较亮区域“扩散”到周围区域，形成一种朦胧效果。

实现原理：先根据一个阈值获取图像中较亮的区域，存到一张纹理，再用高斯模糊渲染这个纹理，最后混合原图即可。

Bloom类：和高斯模糊类似，只是处理的不是整个屏幕，而是较亮区域。

using UnityEngine;

public class Bloom : PostEffectsBase
{
    [Range(0, 4)]
    public int iterations = 3;          // 模糊迭代次数
    [Range(0.2f, 3.0f)]
    public float blurSpread = 0.6f;     // 模糊跨度
    [Range(1, 8)]
    public int downSample = 2;          // 模糊大小
    [Range(0.0f, 4.0f)]
    public float luminanceThreshold = 0.6f;     // 亮度阈值（一般不超过1，开了HDR可以存更高精度）

    void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    {
        if (TargetMaterial != null)
        {
            TargetMaterial.SetFloat("_LuminanceThreshold", luminanceThreshold);

            int rtW = src.width / downSample;
            int rtH = src.height / downSample;

            RenderTexture buffer0 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
            buffer0.filterMode = FilterMode.Bilinear;

            Graphics.Blit(src, buffer0, TargetMaterial, 0);               // 第一个Pass把较亮区域存到buffer0

            // 迭代高斯模糊
            for (int i = 0; i < iterations; i++)
            {
                TargetMaterial.SetFloat("_BlurSize", 1.0f + i * blurSpread);

                RenderTexture buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);

                Graphics.Blit(buffer0, buffer1, TargetMaterial, 1);       // 第二个Pass，高斯模糊

                RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
                buffer0 = buffer1;
                buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);

                Graphics.Blit(buffer0, buffer1, TargetMaterial, 2);       // 第三个Pass

                RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
                buffer0 = buffer1;
            }

            TargetMaterial.SetTexture("_Bloom", buffer0);                // 较亮区域存到_Bloom
            Graphics.Blit(src, dest, TargetMaterial, 3);                 // 第四个Pass最后混合

            RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
        }
        else
            Graphics.Blit(src, dest);
    }
}

Shader：

Properties {
	_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
	_Bloom ("Bloom (RGB)", 2D) = "black" {}
	_LuminanceThreshold ("Luminance Threshold", Float) = 0.5		// 亮度阈值
	_BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0
}
SubShader {
	CGINCLUDE
	
	#include "UnityCG.cginc"
	
	...
	
	v2f vertExtractBright(appdata_img v) {
		v2f o;
		o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
		o.uv = v.texcoord;
		return o;
	}
	
	...
	
	fixed4 fragExtractBright(v2f i) : SV_Target {
		fixed4 c = tex2D(_MainTex, i.uv);										// 原像素值
		fixed val = clamp(luminance(c) - _LuminanceThreshold, 0.0, 1.0);		// 亮度减去阈值，再截取到0~1
		
		return c * val;		// 得到提取后的亮部区域
	}
	
	// --- 上面是提取较亮部分 --- 下面是融合原图和较亮部分 --- // 
		
	struct v2fBloom {
		float4 pos : SV_POSITION; 
		half4 uv : TEXCOORD0;			// uv.xy：原图像的纹理坐标。uv.zw：_Bloom，较亮区域纹理坐标
	};
	
	v2fBloom vertBloom(appdata_img v) {
		v2fBloom o;
		
		o.pos = UnityObjectToClipPos (v.vertex);
		o.uv.xy = v.texcoord;		
		o.uv.zw = v.texcoord;
		
		#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP		// 起始坐标在上面的话，就反过来
		if (_MainTex_TexelSize.y < 0.0)
			o.uv.w = 1.0 - o.uv.w;
		#endif
			        	
		return o; 
	}
	
	fixed4 fragBloom(v2fBloom i) : SV_Target {
		return tex2D(_MainTex, i.uv.xy) + tex2D(_Bloom, i.uv.zw);
	} 
	
	ENDCG
	
	ZTest Always Cull Off ZWrite Off
	
	// 第一个Pass：提取出较亮部分
	Pass {  
		CGPROGRAM  
		#pragma vertex vertExtractBright  
		#pragma fragment fragExtractBright  
		
		ENDCG  
	}
	
	// 第二个Pass：对较亮部分做高斯模糊，直接调用前面定义的Pass
	UsePass "Custom/Chapter 12/Gaussian Blur/GAUSSIAN_BLUR_VERTICAL"
	
	// 第三个Pass：同上。高斯模糊的第二个Pass
	UsePass "Custom/Chapter 12/Gaussian Blur/GAUSSIAN_BLUR_HORIZONTAL"
	
	// 第四个Pass：融合原图和经高斯模糊后的较亮部分
	Pass {  
		CGPROGRAM  
		#pragma vertex vertBloom  
		#pragma fragment fragBloom  
		
		ENDCG  
	}
}