Unity初学者实践与提高---URP下显示深度图

效果

深度图


实际上这个深度值并不是均匀分布的
深度缓冲ZBuffer包含了一系列介于 0.0 和 1.0 之间的深度值,通常用于做深度测试(depth test),判断遮挡关系的关键数据,虽然我们看不见它,但是它一直存在于显存中,并每帧更新,在URP前向渲染中,一般(当然还有二班的情况,先不展开)是实体渲染完,会有一个CopyDepth的动作(延迟渲染在G-Buffer中自然包含深度信息),这里就是把ZBuffer的数据Copy到一张叫做_CameraDepthTexture的渲染纹理上,供Shader访问,所以这之后,在Shader中就可以通过_CameraDepthTexture访问深度图了,所以我们可以把它的信息提取出来,显示在屏幕上,以便有个更直观的认识。好了,开整:

确保有深度图

选择当前配置,勾选深度图选项:


确定配置

首先确定当前平台,默认质量等级,该等级下用的哪个配置,然后勾选该配置的深度图选项:


勾选深度图

同时保证相机里面的深度图设置采用了URP管线设置。
相机设置

准备工作

创建RawImage用以显示深度图,确保控件占全屏并且随分辨率大小自动适配


创建RawImage

创建材质,Shader,并关联到RawImage,Shader代码如下:

Shader "Unlit/ShowDepthShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {   
        //URP下实体渲染完毕才会写入深度图,所以想访问它就要在Transparent里面访问
        Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue" = "Transparent" "RenderPipeline" = "UniversalPipeline"}
        LOD 100

        Pass
        {
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
            

            TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);
            SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
            };

            struct v2f
            {
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float4 screenPos : TEXCOORD0;
            };

            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex);  //到裁切空间
                o.screenPos = ComputeScreenPos(o.vertex);   //屏幕空间的齐次坐标
                return o;
            }
            

            half4 frag(v2f v) : SV_Target
            {
                float2 screenPos = v.screenPos.xy / v.screenPos.w;  //计算屏幕空间的UV(去齐次)
                float depth = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, screenPos).r; //采样深度
                float depthValue = Linear01Depth(depth, _ZBufferParams);    //转换深度到0-1区间灰度值
                return float4(depthValue, depthValue, depthValue, 1.0); //返回显示灰度颜色
            }
        ENDHLSL
        }
    }
}

这里面要注意的是,URP下实体渲染完毕才会写入深度图,所以想访问它就要在Transparent渲染队列中,所以注意Shader的Tags.
另外VertexShader中计算的屏幕坐标是齐次坐标,要换成真正的屏幕UV坐标,要去齐次。
深度值一般(一样有二班)写在深度贴图的r通道,所以我们采样出来后只取其r就好了。
因为在透视投影中,深度值并不是线性的,所以要转换成线性灰度图,就要做一个线性转换,Unity为我们提供好了转换函数: Linear01Depth

运行项目:


效果

上图就是以灰度显示的深度图信息,越黑的地方离摄像机越近,越亮的地方离摄像机越远。

今天就到这里吧。最后给出项目源码地址:显示深度图信息

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