UnityShader使用速度映射图实现运动模糊

 本文实例为大家分享了UnityShader实现运动模糊的具体代码，供大家参考，具体内容如下

原理：

像素的当前帧的NDC坐标（x,y值由uv映射而来，z值由深度值映射而来）——（使用_CurrentViewProjectionInverseMartix变换，并除以w分量）—— 像素的世界坐标 ——（使用_PreviousViewProjectionMatrix变换，并除以w分量）—— 像素的前一帧的NDC坐标 —— （当前帧NDC-前一帧NDC）—— 速度

1.此代码挂在摄像机上，使摄像机运动起来

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class Translating : MonoBehaviour {

public float speed = 10.0f;
public Vector3 startPoint = Vector3.zero;
public Vector3 endPoint = Vector3.zero;
public Vector3 lookAt = Vector3.zero;
public bool pingpong = true;

private Vector3 curEndPoint = Vector3.zero;

// Use this for initialization
void Start () {
transform.position = startPoint;
curEndPoint = endPoint;
}

// Update is called once per frame
void Update () {
transform.position = Vector3.Slerp(transform.position, curEndPoint, Time.deltaTime * speed);
transform.LookAt(lookAt);
if (pingpong) {
 if (Vector3.Distance(transform.position, curEndPoint) < 0.001f) {
 curEndPoint = Vector3.Distance(curEndPoint, endPoint) < Vector3.Distance(curEndPoint, startPoint) ? startPoint : endPoint;
 }
}
}
}

2.此代码挂在摄像机上

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MotionBlurWithDepthTexture : PostEffectsBase
{
public Shader MotionBlurShader;
private Material _motionBlurMaterial = null;

public Material Material
{
get
{
 _motionBlurMaterial = CheckShaderAndCreateMaterial(MotionBlurShader, _motionBlurMaterial);
 return _motionBlurMaterial;
}
}

//定义运动模糊时模糊图像使用的大小
[Range(0.0f, 1.0f)] public float BlurSize = 0.5f;
//定义一个Camera变量，获取该脚本所在的摄像机组建，得到摄像机的视角和投影矩阵
private Camera _myCamera;

public Camera Camera
{
get
{
 if (_myCamera == null)
 {
 _myCamera = GetComponent<Camera>();
 }
 return _myCamera;
}
}

//定义一个变量保存 上一帧摄像机的视角 * 投影矩阵
private Matrix4x4 _previousViewProjectionMatrix;

//在OnEnable中设置摄像机的状态，以获得深度纹理
void OnEnable()
{
Camera.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;
}

void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
{
if (Material != null)
{
 //将模糊大小传给Shader
 Material.SetFloat("_BlurSize", BlurSize);

//使用 视角 * 投影矩阵 对NDC（归一化的设备坐标）下的顶点坐标进行变换，得到该像素在世界空间下的位置
 //计算前一帧与当前帧的位置差，生成该像素的速度

//将 前一帧视角 * 投影矩阵 传给Shader
 Material.SetMatrix("_PreviousViewProjectionMatrix", _previousViewProjectionMatrix);
 //计算 当前帧视角 * 投影矩阵
 //Camera.projectionMatrix获得当前摄像机投影矩阵
 //Camera.worldToCameraMatrix获得当前摄像机视角矩阵
 Matrix4x4 currentViewProjectionMartix = Camera.projectionMatrix * Camera.worldToCameraMatrix;
 //计算 当前帧视角 * 投影矩阵 的逆矩阵
 Matrix4x4 currentViewProjectionInverseMartix = currentViewProjectionMartix.inverse;
 //将当前帧视角 * 投影矩阵 的逆矩阵 传递给Shader
 Material.SetMatrix("_CurrentViewProjectionInverseMartix", currentViewProjectionInverseMartix);
 //将 当前帧视角 * 投影矩阵 保存为 前一帧视角 * 投影矩阵
 _previousViewProjectionMatrix = currentViewProjectionMartix;

Graphics.Blit(src, dest, Material);
}
else
{
 Graphics.Blit(src, dest);
}
}
}

3.此Shader赋值给代码2

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 13/MotionBlurWithDepthTexture"
{
Properties
{
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
//模糊图像时使用的参数
_BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0

//这里并没有声明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix
//是因为Unity并没有提供矩阵类型的属性，但仍然可以在CG代码块中定义这些矩阵，并从脚本中设置它们
}
SubShader
{
CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"

sampler2D _MainTex;
//使用_MainTex_TexelSize变量来对深度纹理的采样坐标进行平台化差异处理
half4 _MainTex_TexelSize;
//Unity传递来的深度纹理
sampler2D _CameraDepthTexture;
//声明_PreviousViewProjectionMatrix和_CurrentViewProjectionInverseMartix
float4x4 _PreviousViewProjectionMatrix;
float4x4 _CurrentViewProjectionInverseMartix;
half _BlurSize;

//定义顶点着色器
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
half2 uv : TEXCOORD0;
//添加了用于深度纹理采样的纹理坐标变量
half2 uv_depth : TEXCOORD1;
};

v2f vert(appdata_img v) {
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = v.texcoord;
o.uv_depth = v.texcoord;

//平台差异化处理
#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
if (_MainTex_TexelSize.y < 0) {
o.uv_depth.y = 1 - o.uv_depth.y;
}
#endif

return o;
}

//定义片元着色器
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
//使用宏和纹理坐标对深度纹理进行采样，得到深度值
float d = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth);

//构建当前像素的NDC坐标,xy坐标由像素的纹理坐标映射而来，z坐标由深度值d映射而来
float4 H = float4(i.uv.x * 2 - 1, i.uv.y * 2 - 1, d * 2 - 1, 1);
//使用 当前帧的视角 * 投影矩阵 的逆矩阵 对H进行变换
float4 D = mul(_CurrentViewProjectionInverseMartix, H);
//把结果除以它的w分量，得到该像素世界空间下的坐标
float4 worldPos = D / D.w;

//像素当前帧NDC坐标
float4 currentPos = H;

//使用 前一帧视角 * 投影矩阵 变换世界空间的的坐标worldPos，并除以它的w分量，得到前一帧的NDC坐标
float4 previousPos = mul(_PreviousViewProjectionMatrix, worldPos);
previousPos /= previousPos.w;

//计算当前帧与前一帧在屏幕空间下的位置差，得到该像素的速度
float2 velocity = (currentPos.xy - previousPos.xy) / 2.0f;

//使用速度值对邻域像素进行采样，相加后取平均值得到一个模糊效果，使用_BlurSize控制采样距离
float2 uv = i.uv;
float4 c = tex2D(_MainTex, uv);
uv += velocity * _BlurSize;
for (int it = 1; it < 3; it++, uv += velocity * _BlurSize) {
float4 currentColor = tex2D(_MainTex, uv);
c += currentColor;
}
c /= 3;

return fixed4(c.rgb, 1.0);
}
ENDCG

Pass
{
ZTest Always Cull Off ZWrite Off
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
ENDCG
}
}
Fallback Off
}

来源：https://blog.csdn.net/weixin_37994402/article/details/79578751