【Unity UPR】造个获取深度法线纹理的轮子

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【Unity UPR】造个获取深度法线纹理的轮子

描边需要深度+法线纹理的加持，效果才能达到最好，但URP下很多版本不支持直接获取_CameraNormalsTexture，而我本人也尝试了一下在12.1.7下偷懒直接拿SSAO里的Depth Normal图，

虽然也能实现吧，但是需要打开SSAO的同时，再在shader中加入指定的Tag为"DepthNormals"的Pass才能实现：

稍微有点麻烦，而且总有种用别人东西的感觉。

那就尝试一下自己动手吧！动手造一个获取深度法线纹理的轮子！

贴一下项目环境：

URP12.1.7

Unity2021.3.8f1

浅看两篇手动获取深度法线纹理的文章：URP深度法线纹理 - 简书 (jianshu)和雪风大佬的urp管线的自学hlsl之路 第二十四篇 科幻扫描效果后篇 - 哔哩哔哩 (bilibili)，实现都是依靠build-in底下的shader，然后将绘制出来的纹理传递给URP下自己项目定义的shader使用。

1 定义RenderFeature获取法线深度图

这个是参考了上述的过程，说实话，内容太过复杂。只有不断多学习，多做，每次都好好做备注，总有一天会完全理解的：

using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;public class DepthNormalsFeature : ScriptableRendererFeature
{// 定义3个共有变量public class Settings{//public Shader shader; // 设置后处理shaderpublic Material material; //后处理Materialpublic RenderPassEvent renderPassEvent = RenderPassEvent.BeforeRenderingPostProcessing; // 定义事件位置，放在了官方的后处理之前}// 初始化一个刚刚定义的Settings类public Settings settings = new Settings();// 初始化PassDepthNormalsPass depthNormalsPass;// 初始化纹理RenderTargetHandle depthNormalsTexture;// 材质Material depthNormalsMaterial;// 给pass传递变量，并加入渲染管线中public override void Create(){// 通过Built-it管线中的Shader创建材质，最重要的一步！depthNormalsMaterial = CoreUtils.CreateEngineMaterial("Hidden/Internal-DepthNormalsTexture");// 获取Pass（渲染队列，渲染对象，材质）depthNormalsPass = new DepthNormalsPass(RenderQueueRange.opaque, -1, depthNormalsMaterial);// 设置渲染时机 = 预渲染通道后depthNormalsPass.renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingPrePasses;// 设置纹理名depthNormalsTexture.Init("_CameraDepthNormalsTexture");}//这里你可以在渲染器中注入一个或多个渲染通道。//这个方法在设置渲染器时被调用。public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData){// 对Pass进行参数设置（当前渲染相机信息，深度法线纹理）depthNormalsPass.Setup(renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor, depthNormalsTexture);// 写入渲染管线队列renderer.EnqueuePass(depthNormalsPass);}}public class DepthNormalsPass : ScriptableRenderPass
{int kDepthBufferBits = 32;                                   // 缓冲区大小private RenderTargetHandle Destination { get; set; }         // 深度法线纹理private Material DepthNormalsMaterial = null;                // 材质private FilteringSettings m_FilteringSettings;               // 筛选设置static readonly string m_ProfilerTag = "Depth Normals Pre Pass"; // 定义渲染TagShaderTagId m_ShaderTagId = new ShaderTagId("MyDepthOnly");    // 绘制标签，Shader需要声明这个标签的tag/// <summary>/// 构造函数Pass/// </summary>/// <param name="renderQueueRange"></param>/// <param name="layerMask"></param>/// <param name="material"></param>public DepthNormalsPass(RenderQueueRange renderQueueRange, LayerMask layerMask, Material material){m_FilteringSettings = new FilteringSettings(renderQueueRange, layerMask);DepthNormalsMaterial = material;}/// <summary>/// 参数设置/// </summary>/// <param name="baseDescriptor"></param>/// <param name="Destination"></param>public void Setup(RenderTextureDescriptor baseDescriptor, RenderTargetHandle Destination){// 设置纹理this.Destination = Destination;}/// <summary>/// 配置渲染目标，可创建临时纹理/// </summary>/// <param name="cmd"></param>/// <param name="cameraTextureDescriptor"></param>public override void Configure(CommandBuffer cmd, RenderTextureDescriptor cameraTextureDescriptor){// 设置渲染目标信息RenderTextureDescriptor descriptor = cameraTextureDescriptor;descriptor.depthBufferBits = kDepthBufferBits;descriptor.colorFormat = RenderTextureFormat.ARGB32;// 创建一个临时的RT（储存深度法线纹理、目标信息和滤波模式）cmd.GetTemporaryRT(Destination.id, descriptor, FilterMode.Point);// 配置ConfigureTarget(Destination.Identifier());// 清楚，未渲染时配置为黑色ConfigureClear(ClearFlag.All, Color.black);}// /// <summary>/// 后处理逻辑和渲染核心函数，相当于build-in 的OnRenderImage()/// 实现渲染逻辑/// </summary>/// <param name="context"></param>/// <param name="renderingData"></param>public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData){var cmd = CommandBufferPool.Get(m_ProfilerTag);     // 设置渲染标签using (new ProfilingSample(cmd, m_ProfilerTag)){// 执行命令缓存context.ExecuteCommandBuffer(cmd);// 清楚数据缓存cmd.Clear();// 相机的排序标志var sortFlags = renderingData.cameraData.defaultOpaqueSortFlags;// 创建绘制设置var drawSettings = CreateDrawingSettings(m_ShaderTagId, ref renderingData, sortFlags);// 设置对象数据drawSettings.perObjectData = PerObjectData.None;// 设置覆盖材质drawSettings.overrideMaterial = DepthNormalsMaterial;// 绘制渲染器context.DrawRenderers(renderingData.cullResults, ref drawSettings, ref m_FilteringSettings);// 设置全局纹理cmd.SetGlobalTexture("_CameraDepthNormalsTexture", Destination.id);}// 执行命令缓冲区context.ExecuteCommandBuffer(cmd);CommandBufferPool.Release(cmd);}// 清除此呈现传递执行期间创建的任何已分配资源。public override void FrameCleanup(CommandBuffer cmd){if (Destination != RenderTargetHandle.CameraTarget){cmd.ReleaseTemporaryRT(Destination.id);Destination = RenderTargetHandle.CameraTarget;}}
}

2 在Shader中使用

上述RenderFeature我们获得了一个全局的_CameraDepthNormalsTexture变量，我们就可以像Build-in下一样访问啦！

但是，一些之前固定管线下的一些采样、解码Texture函数在URP下不能直接用，要自己定义，主要需要一个解码函数。固定管线下函数：

其中：

直接搬运！完全没问题~

我给他合起来了，合成了一个函数，返回的时候用就行：

还要注意，采样要是屏幕空间的UV，不然乱七八糟。

然后shader后面必须也要加上一个自定义的LightTag：

突然发现这个复杂程度跟SSAO那个差不多。。。

看看效果，我们单独输出深度和法线：

一切正常！终于可以进行下一步了。

参考

URP深度法线纹理 - 简书 (jianshu)