自定义后期处理

高清渲染管线 (High Definition Render Pipeline, HDRP) 允许您编写自己的后期处理效果，这些效果会自动集成到体积中。自定义效果需要两个文件。一个是 C# 自定义后期处理（C# 文件），另一个是关联的全屏着色器（HLSL 文件）。您可以为每个文件生成一个模板：

  • C# 自定义后期处理：在 Assets 文件夹中右键单击，然后选择 Create > Rendering > C# Post Process Volume。

  • 全屏着色器：在 Assets 文件夹中右键单击，然后选择 Create > Shader > HDRP > Post Process。

请注意，默认情况下，如果只是将自定义效果添加到体积中，则自定义效果不会运行。还需要将效果添加到项目的支持效果列表中。（与用于效果排序的列表相同，请参阅“效果排序”部分）。

示例

本示例说明如何创建灰度效果。要开始这一过程，请执行以下操作：

  1. 创建一个 C# 自定义后期处理文件（在 Assets 文件夹中右键单击，然后选择 Create > Rendering > C# Post Process Volume），并将其命名为 GrayScale。请注意，由于序列化在 Unity 中的工作方式，因此文件名和类名必须相同，否则 Unity 不能正确地对其进行序列化。

  2. 将示例代码从 GrayScale C# 脚本部分复制到 C# Post Process Volume 中。

  3. 创建一个全屏后期处理着色器（在 Assets 文件夹中右键单击，然后选择 Create > Shader > HDRP > Post Process），并将其命名为 GrayScale。

  4. 将示例代码从 GrayScale Shader 部分复制到您的后期处理着色器中。

  5. 将 GrayScale 效果添加到您的项目执行的自定义后期处理列表中。为此，请选择 Edit > Project Settings > HDRP Default Settings，然后在 After Post Process 列表的底部，单击 +，再选择 GrayScale。

  6. 现在可以向场景中的 Volumes 添加 GrayScale 后期处理覆盖。要更改效果设置，请单击折叠箭头下方的小号 all 文本，然后使用 Intensity 滑动条进行调整。

  7. （可选）可为后期处理效果创建自定义编辑器。有关如何执行此操作的信息，请参阅自定义编辑器。

GrayScale C# 脚本

以下是 C# 自定义后期处理文件。自定义后期处理效果将配置数据和逻辑存储在同一个类中。要创建效果的设置，可以使用从 VolumeParameter 继承的预先存在的类，或者如果要使用预先存在的类不包含的属性，则可以创建一个从 VolumeParameter 继承的新类。

using UnityEngine;

using UnityEngine.Rendering;

using UnityEngine.Rendering.HighDefinition;

using System;

[Serializable, VolumeComponentMenu("Post-processing/Custom/GrayScale")]

public sealed class GrayScale : CustomPostProcessVolumeComponent, IPostProcessComponent

{

    [Tooltip("Controls the intensity of the effect.")]

    public ClampedFloatParameter intensity = new ClampedFloatParameter(0f, 0f, 1f);

    Material m_Material;

    public bool IsActive() => m_Material != null && intensity.value > 0f;

    public override CustomPostProcessInjectionPoint injectionPoint => CustomPostProcessInjectionPoint.AfterPostProcess;

    public override void Setup()

    {

        if (Shader.Find("Hidden/Shader/GrayScale") != null)

            m_Material = new Material(Shader.Find("Hidden/Shader/GrayScale"));

    }

    public override void Render(CommandBuffer cmd, HDCamera camera, RTHandle source, RTHandle destination)

    {

        if (m_Material == null)

            return;

        m_Material.SetFloat("_Intensity", intensity.value);

        m_Material.SetTexture("_InputTexture", source);

        HDUtils.DrawFullScreen(cmd, m_Material, destination);

    }

    public override void Cleanup() => CoreUtils.Destroy(m_Material);

}

首先，该示例代码使用 ClampedFloatParameter，您可能不熟悉这个类型。这种类型是浮点数，您可以将其限制为某一范围。在构造函数中：

  • 第一个参数是属性的默认值。

  • 第二个参数表示将属性限制到的最小值。

  • 第三个参数表示将属性限制到的最大值。

接下来是一个 IsActive() 函数。HDRP 在 Render 函数之前调用此函数，以确保能够处理效果。如果此函数返回 false，则 HDRP 不会处理该效果。最佳做法是检查发生了效果损坏或无效情况的每个属性配置。在此示例中，IsActive() 确保了可以找到 GrayScale.shader 并且强度大于 0。

借助 injectionPoint 覆盖，可以指定 HDRP 在管线中的何处执行效果。当前有三个注入点：

  • AfterOpaqueAndSky。

  • BeforePostProcess。

  • AfterPostProcess。

有关 HDRP 在何处注入自定义后期处理通道的更多详细信息，请参阅下图：

现在已经有了 Setup、Render 和 Cleanup 函数。这些函数在这里分别用于分配、使用和释放效果所需的资源。该示例使用的唯一资源是单个材质。该示例在 Setup 中创建材质，然后在 Cleanup 中使用 CoreUtils.Destroy() 来释放材质。在 Render 函数中，您可以访问 CommandBuffer，因此可以将任务加入队列中以供 HDRP 执行。此处可以使用 HDUtils.DrawFullScreen 来渲染全屏四边形。它使用 CommandBuffer 以及您传入的材质，然后将结果 bilt 到目标 RTHandle。

GrayScale 着色器

HDRP 使您能够完全控制顶点和片元着色器，因此您可以编辑它们以适合您的需求。请注意，着色器默认包含的 Common.hlsl 和 Color.hlsl 中有很多实用函数。这意味着您可以在您的效果中访问这些实用函数。例如，GrayScale 着色器使用 Luminance() 函数将线性 RGB 值转换为等效的亮度。

Shader "Hidden/Shader/GrayScale"

{

    HLSLINCLUDE

    #pragma target 4.5

    #pragma only_renderers d3d11 ps4 xboxone vulkan metal switch

    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Common.hlsl"

    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Color.hlsl"

    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.high-definition/Runtime/ShaderLibrary/ShaderVariables.hlsl"

    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.high-definition/Runtime/PostProcessing/Shaders/FXAA.hlsl"

    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.high-definition/Runtime/PostProcessing/Shaders/RTUpscale.hlsl"

    struct Attributes

    {

        uint vertexID : SV_VertexID;

        UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID

    };

    struct Varyings

    {

        float4 positionCS : SV_POSITION;

        float2 texcoord   : TEXCOORD0;

        UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO

    };

    Varyings Vert(Attributes input)

    {

        Varyings output;

        UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(input);

        UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(output);

        output.positionCS = GetFullScreenTriangleVertexPosition(input.vertexID);

        output.texcoord = GetFullScreenTriangleTexCoord(input.vertexID);

        return output;

    }

    // 用于控制后期处理效果的属性列表

    float _Intensity;

    TEXTURE2D_X(_InputTexture);

    float4 CustomPostProcess(Varyings input) : SV_Target

    {

        UNITY_SETUP_STEREO_EYE_INDEX_POST_VERTEX(input);

        uint2 positionSS = input.texcoord * _ScreenSize.xy;

        float3 outColor = LOAD_TEXTURE2D_X(_InputTexture, positionSS).xyz;

        return float4(lerp(outColor, Luminance(outColor).xxx, _Intensity), 1);

    }

    ENDHLSL

    SubShader

    {

        Pass

        {

            Name "GrayScale"

            ZWrite Off

            ZTest Always

            Blend Off

            Cull Off

            HLSLPROGRAM

                #pragma fragment CustomPostProcess

                #pragma vertex Vert

            ENDHLSL

        }

    }

    Fallback Off

}

如果您的所有场景均未引用着色器，则 Unity 不会构建着色器，并且当您在编辑器外部运行应用程序时，效果不起作用。要解决此问题，请将着色器添加到 Resources 文件夹，或者选择 Edit > Project Settings > Graphics，然后将着色器添加到 Always Included Shaders 列表。

请注意，如果在着色器中使用 clip() 指令，将破坏效果。

着色器输入

默认情况下，着色器模板为您提供以下输入：

输入 描述
positionCS 像素的裁剪空间位置。此值介于 0 和当前屏幕大小之间。
texcoord 全屏 UV 坐标。此值介于 0 到 1 之间。
_InputTexture 源纹理。GrayScale C# 脚本将此项传递给着色器。
_Intensity 效果的强度。GrayScale C# 脚本将此项传递给着色器。

效果排序

HDRP 允许您在每个注入点自定义您的自定义后期处理效果的顺序。要对效果排序，请执行以下操作：

  1. 选择 Edit > Project Settings，然后选择 HDRP Default Settings 选项卡。

  2. 向下滚动，直到找到 Custom Post Process Orders 部分。此部分包含三个列表，每个注入点一个。

  3. 将自定义效果添加到这些列表中，以便 HDRP 可以渲染这些自定义效果。

HDRP 按照从列表自上而下处理效果，每个列表的执行顺序为：

  1. 透明前。

  2. 后期处理前。

  3. 后期处理后。

自定义编辑器

默认情况下，Unity 自动为类创建一个编辑器，但是，如果您想以更大力度控制 Unity 如何显示某些属性，则可以创建一个自定义编辑器。如果您确实创建了自定义编辑器脚本，请务必将该脚本放在名为 Editor 的文件夹中。

以下是 GrayScale 效果的自定义编辑器示例：


using UnityEditor.Rendering;

using UnityEngine;

using UnityEngine.Rendering.HighDefinition;

using UnityEditor;

[VolumeComponentEditor(typeof(GrayScale))]

sealed class GrayScaleEditor : VolumeComponentEditor

{

    SerializedDataParameter m_Intensity;

    public override bool hasAdvancedMode => false;

    public override void OnEnable()

    {

        base.OnEnable();

        var o = new PropertyFetcher<GrayScale>(serializedObject);

        m_Intensity = Unpack(o.Find(x => x.intensity));

    }

    public override void OnInspectorGUI()

    {

        PropertyField(m_Intensity);

    }

}

这个自定义编辑器并不是真正有用，因为它生成的结果与 Unity 创建的编辑器生成的结果相同。自定义体积组件编辑器还支持“更多选项”按钮。要添加此按钮，必须将 hasAdvancedMode 覆盖设置为 true。然后，在 OnInspectorGUI 内部，您可以使用 isInAdvancedMode 布尔值显示更多属性。

故障排除

如果您的效果无法正确显示：

  • 在项目设置 (Project Settings) 中，确保此效果列出在其中一个后期处理顺序列表中（请参阅效果排序）。

  • 确认效果的着色器可以编译，并且对后期处理体积中材质的引用不为 null。

  • 在包含后期处理的体积中，确保其具有足够高的优先级，并且您的摄像机在其边界范围内。