Unity Shader實現運動模糊(二) : 物體運動產生模糊
阿新 • • 發佈:2018-12-15
上一篇 關於運動模糊的效果是根據VP矩陣重建世界空間座標,然後根據上一幀和當前幀的位置差作為速度方向,這種方式需要攝像機有位移才能產生效果,如果攝像機靜止不動,那麼VP矩陣也就不會有變化,所以上一幀和當前幀在NDC空間的位置也沒有變化,即speed==0,也就不會有運動模糊的效果,而想要在攝像機不動而物體移動時產生模糊效果,則需要另一種實現方式,這種方式更簡潔直觀。
大致思路是:
- C#中記錄運動物體的 當前幀的世界座標 和 當前幀的VP矩陣
- C#中記錄運動物體的 上一幀的世界座標 和 上一幀的VP矩陣
- Shader中根據上面的資訊求出 當前幀 和 上一幀的NDC座標
- NDC座標求差值得出速度方向,然後沿速度方向進行多次取樣後求平均值
這只是我自己的一個不成熟的實現思路,如果哪位大神有更合適的實現方式請一定賜教哈。
這種實現方式不需要對深度紋理進行取樣,因此攝像機也不用設定depthTextureMode。但是按照這個思路實現出來以後發現整個畫面都被模糊了,不只是運動的物體,連背後靜止的plane物體也被模糊了,原因在於使用了後處理,而後處理是對整個螢幕畫面進行的處理,所以想要只對運動的物體進行模糊,那麼需要單獨使用一個攝像機來看運動的物體,Shader中需要寫兩個pass,第一個pass實現運動物體的模糊,第二個pass把主攝像機的畫面和模糊後的畫面疊加到一起,思路如下:
- 呼叫Shader的第一個pass,實現運動的物體被模糊,結果渲染到一張RenderTexture上
- 把這張RenderTexture作為紋理引數傳遞給Shader
- 把主攝像機的畫面渲染到另一張RenderTexture上
- 呼叫Shader的第二個pass,把主攝像機的RT渲染到最終的RT上
第二個pass中會用到第一個pass處理後的結果。
攝像機相關的操作是:
- 把運動物體的layer設定到和靜止物體不同的層,比如可以新建一個MovingObject層
- 新建一個攝像機,用來只看運動物體,設定culling mask = MovingObject,Depth 比主攝像機小,其餘引數和主攝像機一致。
- 從主相機的culling mask中去除MovingObject層
效果圖:
那麼現在開始上程式碼,這樣看起來可能更清晰些。
C# 部分:
using UnityEngine;
// 運動模糊, 物體運動產生模糊效果 //
public class MotionBlur_ObjectMove : MonoBehaviour
{
public Transform target;
[Range(0, 2)]
public float BlurSize;
private Material m_mat;
private const string ShaderName = "MJ/PostEffect/MotionBlur_ObjectMove";
private Vector3 m_curWorldPos; // 當前幀的世界空間座標 //
private Vector3 m_lastWorldPos; // 上一幀的世界空間座標 //
private Matrix4x4 m_curVP; // 當前幀的Vp矩陣 //
private Matrix4x4 m_lastVP; // 上一幀的Vp矩陣 //
private Camera m_cam;
private Camera m_mainCam;
void Start()
{
if (target == null)
{
enabled = false;
return;
}
Shader shader = Shader.Find(ShaderName);
if (shader == null)
{
enabled = false;
return;
}
m_mat = new Material(shader);
m_cam = GetComponent<Camera>();
if (m_cam == null)
{
enabled = false;
return;
}
m_mainCam = Camera.main;
if (m_mainCam == null)
{
enabled = false;
return;
}
}
void OnRenderImage(RenderTexture srcRT, RenderTexture dstRT)
{
if (m_mat == null || m_cam == null || target == null)
{
return;
}
RenderTexture mainCamRT = RenderTexture.GetTemporary(srcRT.width, srcRT.height, 24);
RenderTexture blurRT = RenderTexture.GetTemporary(srcRT.width, srcRT.height, 24);
m_mainCam.targetTexture = mainCamRT;
m_curVP = m_cam.projectionMatrix * m_cam.worldToCameraMatrix;
m_curWorldPos = target.position;
m_mat.SetFloat("_BlurSize", BlurSize);
m_mat.SetVector("_CurWorldPos", m_curWorldPos);
m_mat.SetMatrix("_CurVP", m_curVP);
m_mat.SetVector("_LastWorldPos", m_lastWorldPos);
m_mat.SetMatrix("_LastVP", m_lastVP);
m_lastWorldPos = m_curWorldPos;
m_lastVP = m_curVP;
// 運動模糊 //
Graphics.Blit(srcRT, blurRT, m_mat, 0);
m_mat.SetTexture("_BlurTex", blurRT);
// 合併畫面 //
Graphics.Blit(mainCamRT, dstRT, m_mat, 1);
RenderTexture.ReleaseTemporary(mainCamRT);
RenderTexture.ReleaseTemporary(blurRT);
}
}
Shader部分:
Shader "MJ/PostEffect/MotionBlur_ObjectMove"
{
Properties
{
_MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {}
_BlurSize("Blur Size", Range(0, 10)) = 1
}
CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float4 vertex : SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
sampler2D _MainTex;
float2 _MainTex_TexelSize;
float4 _MainTex_ST;
uniform float _BlurSize;
uniform float4 _CurWorldPos;
uniform float4 _LastWorldPos;
uniform float4x4 _CurVP;
uniform float4x4 _LastVP;
uniform sampler2D _BlurTex; // 運動模糊後的畫面 //
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
float4 frag1 (v2f i) : SV_Target
{
_CurWorldPos.w = 1;
float4 curClipPos = mul(_CurVP, _CurWorldPos);
float3 curNDCPos = curClipPos.rgb/curClipPos.w;
_LastWorldPos.w = 1;
float4 lastClipPos = mul(_LastVP, _LastWorldPos);
float3 lastNDCPos = lastClipPos.rgb/lastClipPos.w;
float2 speed = (curNDCPos.xy - lastNDCPos.xy)*0.5; // 轉到ndc空間做速度計算 //
float4 finalColor = float4(0,0,0,0); // 有顏色的部分透明度大於0, 其餘部分透明度等於0 //
for(int j=0; j<4; j++)
{
float2 tempUV = i.uv+j*speed*_BlurSize;
finalColor += tex2D(_MainTex, tempUV);
}
finalColor *= 0.25;
return finalColor;
}
float4 frag2 (v2f i) : SV_Target
{
float4 mainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
float4 blurTex = tex2D(_BlurTex, i.uv);
float4 finalColor = float4(0,0,0,1);
if(blurTex.a > 0)
{
finalColor.rgb = lerp(mainTex.rgb, blurTex.rgb, blurTex.a);
}
else
{
finalColor.rgb = mainTex.rgb;
}
return finalColor;
}
ENDCG
SubShader
{
Tags { "Queue"="Geometry" "RenderType"="Opaque" "IgnoreProjector"="True" }
Cull Off
ZWrite Off
ZTest Always
LOD 100
// #0 //
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag1
ENDCG
}
// #1 //
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag2
ENDCG
}
}
Fallback Off
}
package檔案
提取碼:j1ld