shader 重建世界坐标

最新推荐文章于 2024-06-06 12:27:25 发布

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分类专栏：渲染基础文章标签： unity shader unity3d 3d渲染

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本文介绍了两种在屏幕后处理中重建世界坐标的常用方法：通过VP矩阵逆运算和屏幕射线插值方式。深入探讨了如何利用这些技术在片段着色器中计算像素级的世界坐标，对于理解游戏引擎中的渲染流程具有重要意义。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

重建世界坐标

一、为什么：屏幕后处理得不到准确的世界空间下的物体的坐标，都会使用深度纹理来重建每个像素在世界空间下的位置

二、怎么做 :

1 利用vp矩阵重建

先得到vp矩阵的逆矩阵

得到ndc的坐标

利用vp逆矩阵，将ndc坐标转化成世界空间下坐标

由于是在片元着色器中进行计算处理，会比较耗费性能

详细原理，可以了解一下，shader中从观察空间到屏幕空间所做的一些列操作

2 屏幕射线插值的方式重建

其中： 0 -> bottomLeft; 1 -> bottomRight ; 2 -> topLeft ; 3 -> topRight

-- c#
vector3 toRight = right * halfWidth
vector3 toTop = up * halfHeight


topLeft = forward + toTop - toRight
topRight = forward + toTop + toRight
bottomLeft = forward - toTop - toRight
bottomRight = forward - toTop + toRight

//set matrix
Matrix4x4 frustumDir = Matrix4x4.identity;
frustumDir.SetRow(0,bottomLeft);
frustumDir.SetRow(1,bottomRight);
frustumDir.SetRow(2,topLeft);
frustumDir.SetRow(3,topRight);
mat.SetMatrix("_FrustumDir", frustumDir); 


-- shader  vertex
//uv值和对应的索引的关系 ,对应上图
// x =0 , y = 0  result 0
// x =0 , y = 1  result 2
// x = 1 , y = 0 result 1
// x = 1 , y = 1 result 3
int ix = (int)o.uv.z;int iy = (int)o.uv.w;
o.frustumDir = _FrustumDir[ix + 2 * iy];

-- shader fragment
//vertex到fragment的过程中是有个东西叫插值的，这个插值正好能把每个像素所在的向量求出。
float depth = UNITY_SAMPLE_DEPTH(tex2D(_CameraDepthTexture, i.uv.zw));
float linearEyeDepth = LinearEyeDepth(depth);
float3 worldPos = _WorldSpaceCameraPos + linearEyeDepth * i.frustumDir.xyz;

参考链接： Unity Shader - 深度图基础及应用 - 简书