Unity Shader计算深度并显示

本文介绍如何在Shader中自行计算并显示深度值,通过调整深度值的范围,实现从接近金剪裁面的深度小(接近黑色)到接近远剪裁面的深度大(接近白色)的效果。源码部分展示了具体的Shader代码,包括属性设置、子着色器定义、顶点和片段着色器的编写。

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概述

  • 本文介绍在shader自己计算深度并且显示的方法

效果图

在这里插入图片描述

  • 接近金剪裁面的深度小所以接近黑色,接近远剪裁面的深度大所以接近白色

源码

Shader "DC/Shader/ProjectionParams"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float viewSpaceDepth : TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                //计算[0,1]范围的深度值
                // o.viewSpaceDepth = COMPUTE_DEPTH_01;
                //下面是COMPUTE_DEPTH_01的展开源码
                o.viewSpaceDepth = -mul(UNITY_MATRIX_MV, v.vertex).z;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // fixed c = i.viewSpaceDepth;
                fixed c = i.viewSpaceDepth / _ProjectionParams.z;
                // fixed c = i.viewSpaceDepth / 30;
                // fixed c = i.viewSpaceDepth;
                return fixed4(c,c,c,1);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

### 清理Shader深度缓冲区的方法 在Unity中,清理着色器中的深度缓冲区是一个常见的需求,尤其是在处理自定义渲染管线或特定视觉效果时。为了实现这一点,通常有几种方法可以考虑。 #### 使用命令缓存清除深度缓冲区 一种有效的方式是在脚本中通过`CommandBuffer`来设置深度测试状态执行清除操作。这允许开发者精确控制何时以及如何清除深度缓冲区[^1]。 ```csharp using UnityEngine; public class ClearDepthExample : MonoBehaviour { private Camera _camera; void Start() { _camera = GetComponent<Camera>(); var cmd = new CommandBuffer(); cmd.Clear(); // 添加必要的清除指令 // 设置清除颜色和深度值 cmd.SetViewport(new Rect(0, 0, Screen.width, Screen.height)); cmd.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear); // 将此命令绑定到摄像机事件上 _camera.AddCommandBuffer(CameraEvent.BeforeForwardOpaque, cmd); } } ``` #### 在HLSL代码内手动设定深度写入行为 另一种方式则是在编写HLSL片段时调整深度输出属性。例如,在Surface Shader或者Compute Shader里指定不希望某些像素影响最终场景的深度信息。可以通过修改PSO (Pipeline State Object) 来改变这些参数[^2]。 ```hlsl // HLSL snippet inside a Unity shader file (.compute or .shader) #pragma target 5.0 RWTexture2D<float4> outputTex : register(u1); [numthreads(8,8,1)] void CSMain(uint3 id : SV_DispatchThreadID) { float depthValue = ...; // 计算得到想要写的深度值 // 手动更新深度缓冲区 OutputMerger.SetDepth(depthValue); } ``` 需要注意的是上述例子仅作为概念展示,不是可以直接运行的工作版本;实际应用需根据具体项目环境做适当调整。 对于更复杂的场景,可能还需要探索其他高级技术如使用多层纹理(MRTs),或是研究GDC演讲提到过的优化策略以提高性能效率。
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