[UnityShader入门精要读书笔记]30.Bloom效果
Bloom特效是游戏中常见的一种屏幕效果。这种特效可以模拟真实摄像机的一种图像效果，它让画面中较亮的区域“扩散”到周围的区域中，造成一种“朦胧”的效果。Bloom的实现原理非常简单：首选根据一个阈值提取出图像中的较亮区域，把它们存储在一张渲染纹理中，再利用高斯模糊对这张渲染纹理进行模糊处理，模拟光线扩散的效果，最后再将其和原图像进行混合，得到最终的效果。
C#代码：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class Bloom : PostEffectBase {
public Shader bloomShader;
private Material bloomMaterial = null;
public Material material
{
get
{
bloomMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(bloomShader, bloomMaterial);
return bloomMaterial;
}
}
[Range(0,4)]
public int iterations = 3;
//blurSpread和downSample都是出于性能考虑，在高斯核维数不变的情况下,_BlurSize越大，模糊程度越高，但采样数却不会受到影响。但过道的_BlurSize值会造成虚影。而downSample越大，需要处理的像素数越少，同事也能进一步提高模糊程序，但过大的downSample可能回事图像像素化。新增了luminanceThreshold来控制提取较亮区域使用阈值大小
[Range(0.2f, 3.0f)]
public float blurSpread = 0.6f;
[Range(1, 8)]
public int downSample = 2;
//尽管在绝大多数情况下，图像的亮度值不会超过1。但如果我们开启了HDR，硬件会允许我们把颜色值存储在一个更高精度范围的缓冲中，此时像素的亮度值可能会超过1。因此，在这里我们把luminanceThreshold的值规定在[0，4]的范围内。
[Range(0.0f, 4.0f)]
public float luminanceThreshold = 0.6f;
void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
{
if(material != null)
{
//Bloom效果需要3个步骤：首先，提取图像中较量的区域，通过调用Graphics.Blit(src, buffer0, material, 0)来使用Shader中的第一个Pass提取图像中的较亮区域，提取得到的较亮区域将存储在buffer0中。然后，我们进行高斯模糊迭代处理。模糊后的较亮区域存储在buffer0中，此时，我们再把buffer0传递给材质中的_Bloom纹理属性，并调用Graphics.Blit(src，dest,material,3)使用Shader中的第四个Pass来进行最后混合，将结果存储在目标渲染纹理dest中。最后，释放临时缓存。
material.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, material, 0);
for(int i = 0; i < iterations; i++)
{
material.SetFloat("_BlurSize", 1.0f + i * blurSpread);
RenderTexture buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
Graphics.Blit(buffer0, buffer1, material, 1);
RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
buffer0 = buffer1;
buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0);
Graphics.Blit(buffer0, buffer1, material, 2);
RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
buffer0 = buffer1;
}
material.SetTexture("_Bloom",buffer0);
Graphics.Blit(src, dest, material, 3);
RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0);
}
else
{
Graphics.Blit(src, dest);
}
}
}
Shader代码：
Shader "Bloom" {
Properties {
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
_Bloom ("Bloom (RGB)", 2D) = "black" {}
_LuminanceThreshold ("Luminance Threshold", Float) = 0.5
_BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0
}
SubShader {
CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"
sampler2D _MainTex;
half4 _MainTex_TexelSize;
sampler2D _Bloom;
float _LuminanceThreshold;
float _BlurSize;
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
half2 uv : TEXCOORD0;
};
v2f vertExtractBright(appdata_img v) {
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.uv = v.texcoord;
return o;
}
fixed luminance(fixed4 color) {
return 0.2125 * color.r + 0.7154 * color.g + 0.0721 * color.b;
}
fixed4 fragExtractBright(v2f i) : SV_Target {
fixed4 c = tex2D(_MainTex, i.uv);
fixed val = clamp(luminance(c) - _LuminanceThreshold, 0.0, 1.0);
return c * val;
}
struct v2fBloom {
float4 pos : SV_POSITION;
half4 uv : TEXCOORD0;
};
v2fBloom vertBloom(appdata_img v) {
v2fBloom o;
o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.uv.xy = v.texcoord;
o.uv.zw = v.texcoord;
#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
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
Pass {
CGPROGRAM
#pragma vertex vertExtractBright
#pragma fragment fragExtractBright
ENDCG
}
UsePass "GaussianBlur/GAUSSIAN_BLUR_VERTICAL"
UsePass "GaussianBlur/GAUSSIAN_BLUR_HORIZONTAL"
Pass {
CGPROGRAM
#pragma vertex vertBloom
#pragma fragment fragBloom
ENDCG
}
}
FallBack Off
}