【Unity3D】Bloom特效

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【Unity3D】Bloom特效

2023-06-04 01:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

1 Bloom 特效原理

        Bloom 特效是指:将画面中较亮的区域向外扩散,造成一种朦脓的效果。实现 Bloom 特效,一般要经过 3 个阶段处理:亮区域检测、高斯模糊、Bloom 合成。

        本文完整资源见→Unity3D Bloom 特效。

        1)亮区域检测

        根据亮度阈值检测亮区,如下从原图中提取亮区域。

原图 亮区域

        2)高斯模糊

        对亮区域进行高斯模糊(原理见→高斯模糊特效),使得亮区域往外扩散,并产生朦脓效果。

亮区域高斯模糊

        3)Bloom 合成

        将高斯模糊处理后的亮区域图像与原图像叠加。 

Bloom图像合成 2 代码实现

        Bloom.cs

using UnityEngine; [ExecuteInEditMode] // 编辑态可以查看脚本运行效果 [RequireComponent(typeof(Camera))] // 需要相机组件 public class Bloom : MonoBehaviour { private Material material = null; // 材质 [Range(0, 4)] public int iterations = 3; // 高斯模糊迭代次数 [Range(0.2f, 3.0f)] public float blurSpread = 0.6f; // 每次迭代纹理坐标偏移的速度 [Range(1, 8)] public int downSample = 2; // 降采样比率 [Range(0.0f, 4.0f)] public float luminanceThreshold = 0.6f; // 亮度阈值 private void Start() { material = new Material(Shader.Find("MyShader/Bloom")); material.hideFlags = HideFlags.DontSave; } void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) { if (material != null) { material.SetFloat("_LuminanceThreshold", luminanceThreshold); // 设置亮度阈值 int rtW = src.width/downSample; // 降采样的纹理宽度 int rtH = src.height/downSample; // 降采样的纹理高度 RenderTexture buffer0 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0); buffer0.filterMode = FilterMode.Bilinear; // 滤波模式设置为双线性 Graphics.Blit(src, buffer0, material, 0); for (int i = 0; i < iterations; i++) { material.SetFloat("_BlurSize", 1.0f + i * blurSpread); RenderTexture buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0); Graphics.Blit(buffer0, buffer1, material, 1); // 渲染垂直的Pass(高斯模糊) RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0); buffer0 = buffer1; buffer1 = RenderTexture.GetTemporary(rtW, rtH, 0); Graphics.Blit(buffer0, buffer1, material, 2); // 渲染垂直的Pass(高斯模糊) RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0); buffer0 = buffer1; } material.SetTexture("_Bloom", buffer0); // 将高斯模糊处理后的纹理设置给_Bloom Graphics.Blit(src, dest, material, 3); RenderTexture.ReleaseTemporary(buffer0); } else { Graphics.Blit(src, dest); } } }

        Bloom.shader

Shader "MyShader/Bloom" { Properties { _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} // 主纹理 _Bloom ("Bloom (RGB)", 2D) = "black" {} // Bloom处理需要的纹理(即高斯模糊处理后的纹理) _LuminanceThreshold ("Luminance Threshold", Float) = 0.5 // 亮度阈值 _BlurSize ("Blur Size", Float) = 1.0 // 模糊尺寸(纹理坐标的偏移量) } SubShader { CGINCLUDE #include "UnityCG.cginc" sampler2D _MainTex; // 主纹理 half4 _MainTex_TexelSize; // _MainTex的像素尺寸大小, float4(1/width, 1/height, width, height) sampler2D _Bloom; // Bloom处理需要的纹理(即高斯模糊处理后的纹理) float _LuminanceThreshold; // 亮度阈值 float _BlurSize; // 模糊尺寸(纹理坐标的偏移量) fixed luminance(fixed4 color) { // 计算亮度 return 0.2125 * color.r + 0.7154 * color.g + 0.0721 * color.b; } // 采样纹理的亮度减去亮度阈值, 小于0的值将取0 fixed4 fragExtractBright(v2f_img i) : SV_Target { // v2f_img为内置结构图, 里面只包含pos和uv fixed4 c = tex2D(_MainTex, i.uv); fixed val = saturate(luminance(c) - _LuminanceThreshold); return c * val; } struct v2fBloom { // v2fBloom之所以不用v2f_img替代, 因为v2fBloom.uv是四维的, 而v2f_img.uv是二维的 float4 pos : SV_POSITION; // 裁剪空间顶点坐标 half4 uv : TEXCOORD0; // 纹理uv坐标 }; v2fBloom vertBloom(appdata_img v) { v2fBloom o; o.pos = UnityObjectToClipPos (v.vertex); // 模型空间顶点坐标变换到裁剪空间, 等价于: mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex) o.uv.xy = v.texcoord; o.uv.zw = v.texcoord; #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP if (_MainTex_TexelSize.y < 0.0) o.uv.w = 1.0 - o.uv.w; // 平台差异化处理 #endif return o; } fixed4 fragBloom(v2fBloom i) : SV_Target { return tex2D(_MainTex, i.uv.xy) + tex2D(_Bloom, i.uv.zw); //return tex2D(_Bloom, i.uv.zw); } ENDCG ZTest Always Cull Off ZWrite Off Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert_img // 使用内置的vert_img顶点着色器 #pragma fragment fragExtractBright ENDCG } UsePass "MyShader/GaussianBlur/GAUSSIAN_BLUR_VERTICAL" // 垂直高斯模糊处理 UsePass "MyShader/GaussianBlur/GAUSSIAN_BLUR_HORIZONTAL" // 水平高斯模糊处理 Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vertBloom #pragma fragment fragBloom ENDCG } } FallBack Off }

        说明: vert_img 是 Unity 内置的顶点着色器,v2f_img 是 Unity 内置的结构体变量,vert_img 和 v2f_img 的实现见→Shader常量、变量、结构体、函数。 

        GaussianBlur.shader

Shader "MyShader/GaussianBlur" { // 高斯模糊 Properties{ _MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" {} // 主纹理 _BlurSize("Blur Size", Float) = 1.0 // 模糊尺寸(纹理坐标的偏移量) } SubShader{ CGINCLUDE #include "UnityCG.cginc" sampler2D _MainTex; // 主纹理 half4 _MainTex_TexelSize; // _MainTex的像素尺寸大小, float4(1/width, 1/height, width, height) float _BlurSize; // 模糊尺寸(纹理坐标的偏移量) struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; // 模型空间顶点坐标 half2 uv[5]: TEXCOORD0; // 5个邻域的纹理坐标 }; v2f vertBlurVertical(appdata_img v) { // 垂直模糊顶点着色器 v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); // 模型空间顶点坐标变换到裁剪空间, 等价于: mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex) half2 uv = v.texcoord; o.uv[0] = uv; o.uv[1] = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 1.0) * _BlurSize; o.uv[2] = uv - float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 1.0) * _BlurSize; o.uv[3] = uv + float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 2.0) * _BlurSize; o.uv[4] = uv - float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y * 2.0) * _BlurSize; return o; } v2f vertBlurHorizontal(appdata_img v) { // 水平模糊顶点着色器 v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); // 模型空间顶点坐标变换到裁剪空间, 等价于: mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex) half2 uv = v.texcoord; o.uv[0] = uv; o.uv[1] = uv + float2(_MainTex_TexelSize.x * 1.0, 0.0) * _BlurSize; o.uv[2] = uv - float2(_MainTex_TexelSize.x * 1.0, 0.0) * _BlurSize; o.uv[3] = uv + float2(_MainTex_TexelSize.x * 2.0, 0.0) * _BlurSize; o.uv[4] = uv - float2(_MainTex_TexelSize.x * 2.0, 0.0) * _BlurSize; return o; } fixed4 fragBlur(v2f i) : SV_Target { float weight[3] = {0.4026, 0.2442, 0.0545}; // 大小为5的一维高斯核,实际只需记录3个权值 fixed3 sum = tex2D(_MainTex, i.uv[0]).rgb * weight[0]; for (int j = 1; j < 3; j++) { sum += tex2D(_MainTex, i.uv[j * 2 - 1]).rgb * weight[j]; // 中心右侧或下侧的纹理*权值 sum += tex2D(_MainTex, i.uv[j * 2]).rgb * weight[j]; // 中心左侧或上侧的纹理*权值 } return fixed4(sum, 1.0); } ENDCG ZTest Always Cull Off ZWrite Off Pass { NAME "GAUSSIAN_BLUR_VERTICAL" CGPROGRAM #pragma vertex vertBlurVertical #pragma fragment fragBlur ENDCG } Pass { NAME "GAUSSIAN_BLUR_HORIZONTAL" CGPROGRAM #pragma vertex vertBlurHorizontal #pragma fragment fragBlur ENDCG } } FallBack "Diffuse" } 3 运行效果

        调整模糊迭代次数 iterations 由 0 ~ 4 变化,效果如下: 



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