在实现一些特定的效果，我们需要获取场景中的深度纹理和法线纹理。虽然，在ShaderLab中，获取它们很简单，但在使用他们之前，应该了解他们根源。
1 概念
法线信息是通过顶点输入阶段而得的，这节我们只讨论深度纹理，因为深度信息比较特殊，需要通过计算得到的。
1.1 深度纹理
深度纹理实际上来自深度缓冲，它包含了一个介于 0.0 和 1.0 之间的深度值，通常用于做深度测试(depth test)。
实际上这个深度值并不是均匀分布的，这个深度值是依据下列公式计算：
这个 z 值是观察空间(view space)下 分量的相反数（由于观察空间为右手坐标系）。深度值和 成正比，函数图如下所示：
可以看到 值在 范围中精度占了50%，现实中我们对近距离的深度精度需求要高于远距离的精度，这样可以缓解深度冲突(Z-fighting) 问题。
那么，问题来了，这个深度值计算公式又是怎么得到的。
首先，这个深度值来自于顶点变化后的 NDC 的 z 分量， 由于经过了投影变换 (通常是透视投影)，这个深度值则是非线性。还有， NDC z 分量的范围为 我们需要对其进行处理：
特别的，在 DirectX 接口中 z 分量的范围为
接着，我们根据视锥矩阵，来得到裁剪 分量和观察 之间的关系：
由此可得：
同时，我们可以得到 NDC 和 的关系：
由于我们知道了 NDC 的 分量和深度值之间的关系，我们就能推出深度值最开始计算深度值的函数关系（我们需要对 ，因为他是观察坐标系，总是为负数）
2 深度法线可视化
在Unity中，深度纹理可以直接来自于真正的深度缓存，也可以由一个单独的Pass进行渲染，取决于使用的渲染路径和硬件。在延迟渲染中，深度和纹理信息会直接渲染到G-buffer中，所以可以直接访问。而前向渲染中，是不会创建法线纹理的，因此，Unity底层使用了一个单独的 Pass （在 buildin_shaders-xxx/DefaultResources/Camera-DepthNormalTexture.shader 中）把整个场景都渲染了一遍
我们可以让摄像机生成一张深度纹理（精度为24位或16位，取决于深度缓存的精度）或者深度+法线纹理（共32位，深度、法线纹理各占16位）。
2.1 Unity API
我们需要在脚本中设置摄像机纹理的渲染模式：
// 渲染深度信息 在shader中通过 _CameraDepthTexture访问
camera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;
// 渲染深度和法线信息，通过_CameraDepthNormalsTexture
camera.depthTextureMode = DepthTextureMode.DepthNormals;
// 可以同时产生深度和深度+法线纹理
camera.depthTextureMode |= DepthTextureMode.Depth;
camera.depthTextureMode |= DepthTextureMode.DepthNormals;
大多情况，我们可以通过 tex2D 函数直接采样，由于某些平台（如 PS3和PS2）上，我们需要一些特殊处理。因此，需要使用宏 SAMPLE_DEPTH_TEXTURE 进行采样：
float d = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv);
还有类似的宏如：SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ、SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_LOD
通过纹理采样得到的深度值是非线性的，即为ndc坐标下的深度值，我们可以通过LinearEyeDepth将采样结果转化为观察空间下的深度值。还有Linear01Depth则会返回一个范围在 的线性深度值。这两个函数使用了内置的_ZBufferParams变量来得到远近裁剪平面的距离。
获取深度+法线纹理，可以直接使用tex2D函数对_CameraDepthNormalsTexture进行采样。Unity提供了辅助函数DecodeDepthNormal来为这个采样结果进行解码，从而获得深度值和法线信息，它在UnityCG.cginc被定义：
inline void DecodeDepthNormal(float4 enc, out float depth, out float3 normal){
// 范围为[0,1]的线性深度值
depth = DecodeFloatRG(enc.zw);
// 观察空间下的法线信息
normal = DecodeViewNormalStereo(enc);
}
当我们开启摄像机渲染深度+法线纹理时，我们可以在 Frame Debugger 观察深度信息和法线信息。
当然，可以通过编写 Shader 的方式来观察深度和法线信息。
2.2 深度信息可视化
fixed4 frag(v2f i): SV_TARGET{
float d = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth);
float depth = 1-d;
return fixed4(depth,depth,depth,1.0);
}
运行效果
2.3 法线信息可视化
fixed4 frag(v2f i): SV_TARGET{
half4 depthNormal = tex2D(_CameraDepthNormalsTexture, i.uv);
half3 normal = DecodeViewNormalStereo(depthNormal);
return fixed4(normal,1.0);
}
运行效果