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基於URP的ScreenSpaceDecal的實現(其實和URP沒啥關係)

之前一位小夥伴問過我URP沒有Projector,要實現decal功能,我後來確實注意到這一點,URP下的Projector有相關的外掛實現,各位可自行百度,這裡說Decal的另一種實現思路,螢幕空間Decal。

螢幕空間的decal思路就是在螢幕空間取樣深度圖,然後通過螢幕空間座標和深度值重建世界座標,再轉換到decal的local座標,算出uv即可。

先上程式碼和效果圖:

Shader "Unlit/Decal"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { 
"RenderType"="Opaque" } LOD 100 Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag // make fog work #pragma multi_compile_fog #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; };
struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 screenPos:TEXCOORD2; float4 vertex : SV_POSITION; }; sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; sampler2D _CameraDepthTexture; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex
= UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); o.screenPos = ComputeScreenPos(o.vertex); return o; } half4 frag (v2f i) : SV_Target { half2 screenPos = i.screenPos.xy/i.screenPos.w; float depth = UNITY_SAMPLE_DEPTH(tex2D(_CameraDepthTexture, screenPos)); depth = Linear01Depth(depth); float2 positionNDC = screenPos*2-1; float3 farPosNDC = float3(positionNDC.xy,1)*_ProjectionParams.z; float4 viewPos = mul(unity_CameraInvProjection,farPosNDC.xyzz); viewPos.xyz*=depth; float4 worldPos = mul(UNITY_MATRIX_I_V,viewPos); float3 localPos = mul(unity_WorldToObject,worldPos).xyz; clip(0.5 - abs(localPos)); float2 uv = localPos.xz+0.5; return tex2D(_MainTex,uv); } ENDCG } } }

直接使用此程式碼需要將渲染佇列設定在AlphaTest之後,這裡省事兒沒寫~嘿嘿。

效果如下:

接下來講一下實現過程,當然,嫌我囉嗦直接拷貝用就可以,但是有個問題,需要繪製深度圖或者在URP中有CopyDepth,並且由於URP的正向渲染中沒有DepthNormalMap,所以這裡為了省事也沒有對法線進行處理,需要的可自行新增~

過程主要分三步:

1.取樣深度圖

首先採樣深度圖這裡,通過頂點著色器呼叫ComputeScreenPos方法得到一個可以線性插值的螢幕座標半成品,然後在片元著色器完成螢幕座標計算。

取樣深度圖需要注意要將取樣的結果進行Linear01Depth,因為深度圖中的深度不是線性的。離攝像機越近,深度值越小,反之越大。但是看FrameDebugger的時候正好相反,不知道為啥,可能是反過來讓使用者體驗更好,也可能是抽風。

正確的深度如圖:

FrameDebugger的深度如下:

這裡還有個容易誤導的地方需要注意一下,URP下FrameDebugger的深度圖是被倒置的,不知道為啥,總之不要被FrameDebugger迷惑就行。

2.重建世界座標

重建世界座標的方法有很多,這裡採用的是構建此座標在遠裁切面的投影位置(即相機到該投影位置的向量),然後轉換到相機空間,乘取樣得到的深度值,就得到了相機空間該深度的座標,然後轉換到世界座標。其他方法可以自行百度。

3.轉換成uv座標並採樣

世界座標轉換為模型座標(localpos),範圍(-0.5~0.5),+0.5對映到uv(0~1)即可。

基於螢幕空間的Decal方便隨時用在任何物體上(寫入深度的物體),相對於Projector,不需要被投影的物件shader支援,也不像直接用片容易z-fighting,但是缺點也很明顯,需要深度圖,如果本身專案中就有深度圖繪製的需求,或者用的URP的CopyDepth,那這種方式可能更適用,但是---但是,就是之前說的,沒有處理法線,效果就是如下:

從下往上看,反面不應該產生Decal的地方也產生了,所以大家根據情況選擇適用的方案哦~