【Unity Shader入门精要第12章】屏幕后处理效果（一）

1. 原理和过程

屏幕后处理是绑定摄像机的，通过抓取当前摄像机渲染的图像作为 SrcTextrue，然后按需依次调用处理接口，对 SrcTexture 进行处理，最后将处理完成的 DstTexture 显示到屏幕上，整个过程的调度通过 C# 脚本完成。

抓取摄像机当前渲染图像使用的接口如下：

OnRenderImage(RenderTexture _src, RenderTexture _dst)

其中:

_src为抓取到的当前绑定摄像机的渲染图像
_dst为处理结束时的目标纹理

调用的处理接口如下：

Graphics.Blit(Texture _src, RenderTexture _dst)
Graphics.Blit(Texture _src, RenderTexture _dst, Material _mat)
Graphics.Blit(Texture _src, Material _mat, int _passIndex = -1)

其中：

_src 为要处理的原始图像
_dst 为处理结束后存储到的目标纹理
_mat 为本次处理指定的材质，其主要作用是为本次处理提供使用的Shader，需要注意的是，_src会被赋值给该_mat所携带Shader的_MainTex变量，因此在实现Shader时，也需要声明对应名字的变量用于接收原始图像纹理
_passIndex 为本次处理指定使用的Pass索引，默认为-1，表示按照顺序依次执行Pass，否则为使用指定索引的Pass

2. 后处理脚本父类

我们可以建立一个后处理的父类，提供所有后处理脚本的基础功能，如检查效果可用性、初始化后处理所用材质等等。

脚本如下：

using UnityEngine;[ExecuteInEditMode]
[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class PostEffectBase : MonoBehaviour
{void Start(){CheckResource();}void CheckResource(){bool _supported = CheckDefaultSupported() && CheckSpecificSupported();if (!_supported) OnNotSurported();}/// <summary>/// 用于后处理模块通用设置/// 可被子类重写，因为可能存在某个子类不需要指定条件的情况/// </summary>/// <returns></returns>protected virtual bool CheckDefaultSupported(){return true;}/// <summary>/// 不同后处理子类可以分别实现各自特殊的检查/// </summary>/// <returns></returns>protected virtual bool CheckSpecificSupported(){return true;}/// <summary>/// 不满足后处理启用条件时禁用脚本/// </summary>void OnNotSurported(){enabled = false;}/// <summary>/// 初始化后处理使用的材质和Shader/// </summary>/// <param name="_shader"></param>/// <param name="_material"></param>/// <returns></returns>protected Material CheckShaderAndMaterial(Shader _shader, Material _material){if (null == _shader || !_shader.isSupported) return null;if (null == _material || _material.shader != _shader){_material = new Material(_shader);_material.hideFlags = HideFlags.DontSave;}return _material;}
}

3. 调整亮度、饱和度、对比度

下面的例子中，我们实现一个用于调整屏幕亮度、饱和度以及对比度的后处理效果。

首先，从Shader出发，考虑如何实现对于上述三项的调整：

对纹理（抓取的屏幕图像）进行采样，得到原始颜色
调整亮度：用原始颜色乘以亮度系数 _Brightness，即可得到调整后的处理颜色①
调整饱和度：通过 0.2125 * R + 0.7154 * G + 0.0721 * B 公式对原始颜色进行处理，得到纹理灰度值，然后按照饱和度系数 _Saturation 从灰度值到处理颜色①进行插值，即可得到增加了饱和度变化的处理颜色②
调整对比度：构建一个 (0.5, 0.5, 0.5) 的对比度为 0 的颜色，按照对比度系数 _Contrast 向处理颜色②进行插值，得到最终的颜色

然后，创建调用后处理的脚本，继承自上文后处理父类：

为脚本指定所需Shader
实现OnRenderImage方法，为Shader所需的 _Brightness、 _Saturation、_Contrast 赋值，并调用 Blit 方法执行后处理

测试脚本：

using UnityEngine;public class PostEffect_BrightnessSaturationContrast : PostEffectBase
{public Shader BscShader;public Material BscMat;[Range(0.0f, 3.0f)]public float Brightness = 1;[Range(0.0f, 3.0f)]public float Saturation = 0.5f;[Range(0.0f, 3.0f)]public float Contrast = 0.5f;private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest){Material _mat = CheckShaderAndMaterial(BscShader, BscMat);if (null == _mat) Graphics.Blit(src, dest);else{_mat.SetFloat("_Brightness", Brightness);_mat.SetFloat("_Saturation", Saturation);_mat.SetFloat("_Contrast", Contrast);Graphics.Blit(src, dest, _mat);}}
}

测试Shader：

Shader "MyShader/Chapter_12/Chapter_12_BSC_Shader"
{Properties{_MainTex("MainTex", 2D) = "white"{}}SubShader{Pass{Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}ZTest AlwaysZWrite OffCull OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma multi_compile_fwdbase#include "UnityCG.cginc"struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;fixed _Brightness;fixed _Saturation;fixed _Contrast;v2f vert(appdata_img v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = v.texcoord;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{fixed3 _samplerColor = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb;fixed3 _finalColor = _samplerColor * _Brightness;_samplerColor *= _Brightness;//0.2125 * R + 0.7154 * G + 0.0721 * Bfixed _luminance = 0.2125 * _samplerColor.r + 0.7154 * _samplerColor.g + 0.0721 * _samplerColor.b;_finalColor = lerp(float3(_luminance, _luminance, _luminance), _finalColor, _Saturation);_finalColor = lerp(float3(0.5, 0.5, 0.5), _finalColor, _Contrast);return fixed4(_finalColor, 1);}ENDCG}}
}