UnityShader使用图像叠加实现运动模糊

下面是详细讲解"Unity Shader使用图像叠加实现运动模糊"的攻略。

一、前言

在实现游戏视觉效果时，运动模糊是一种非常实用的手段。运动模糊使用了相邻的帧并取平均值以模拟运动物体的模糊效果，使动作看起来更加连续、自然。

二、实现思路

运动模糊的实现思路是将相邻的帧的图像进行叠加处理，最后再进行取平均。具体实现时，需要使用相机的 RenderTexture 功能，将当前相机的图像渲染到 RenderTexture 上，并保存上一帧的 RenderTexture，再将当前帧的 RenderTexture 与上一帧的 RenderTexture 进行叠加，然后再将其取平均值并输出。

三、基础代码

下面是实现运动模糊的基础代码：

Shader "Custom/MotionBlurShader" {
    Properties {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _BlurAmount ("Blur Amount", Range(0.0, 1.0)) = 0.5
    }
    SubShader {
        Tags {"Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent"}
        Pass{
            RenderGrabScreenTex {
                Tags { "GrabType"="BeforeRender" }
            }
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            float _BlurAmount;
            uniform float4 _ScreenParams;
            uniform sampler2D _GrabTexture;
            float4 _GrabTexture_TexelSize;

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

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

            v2f vert (appdata v) {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }

            float4 frag (v2f i) : SV_Target {
                float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                float4 previousCol = tex2D(_GrabTexture, i.uv);
                return col * (1 - _BlurAmount) + previousCol * _BlurAmount;
            }
            ENDCG
        }
        Pass{
            RenderGrabScreenTex {
                Tags { "GrabType"="BeforeRender" }
            }
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            float _BlurAmount;
            uniform float4 _ScreenParams;
            uniform sampler2D _GrabTexture;
            float4 _GrabTexture_TexelSize;

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

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

            v2f vert (appdata v) {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }

            float4 frag (v2f i) : SV_Target {
                float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                float4 previousCol = tex2D(_GrabTexture, i.uv);
                float4 blurCol = col * (1 - _BlurAmount) + previousCol * _BlurAmount;
                float2 vel = float2(0, 0);
                vel.y = tex2D(_GrabTexture, i.uv + float2(0, 0.001)).a - previousCol.a;
                vel.x = tex2D(_GrabTexture, i.uv + float2(0.001, 0)).a - previousCol.a;
                return blurCol;
            }
            ENDCG
        }
    }
    GrabPass{}
}

在代码中，我们定义了_MainTex作为需要处理的图像，_BlurAmount作为模糊处理的强度参数。在SubShader中，我们定义了两个Pass，第一个用于将当前帧的图像保存到 RenderTexture 上，第二个Pass用于实现运动模糊的实际处理。同时，还添加了一个GrabPass，用于保存当前帧的图像。

四、示例代码

下面是一个实际的示例代码，用于实现一个简单的运动模糊效果：

Camera m_Camera;
RenderTexture m_PrevFrameTexture;
RenderTexture m_CurrentFrameTexture;
Shader m_MotionShader;

private void Start() {
    m_Camera = GetComponent<Camera>();
    m_PrevFrameTexture = new RenderTexture(Screen.width, Screen.height, 0, RenderTextureFormat.ARGB32);
    m_CurrentFrameTexture = new RenderTexture(Screen.width, Screen.height, 0, RenderTextureFormat.ARGB32);
    m_Camera.targetTexture = m_CurrentFrameTexture;
    m_MotionShader = Shader.Find("Custom/MotionBlurShader");
}

private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) {
    m_MotionShader.SetFloat("_BlurAmount", 0.9f);
    Graphics.Blit(src, m_PrevFrameTexture);
    Graphics.Blit(m_CurrentFrameTexture, m_CurrentFrameTexture, m_MotionShader);
    Graphics.Blit(m_CurrentFrameTexture, dest);
}

在代码中，我们首先定义了需要使用的Camera对象、前一帧和当前帧的RenderTexture对象、运动模糊所需的 Shader 对象。在Start()中，我们对前一帧和当前帧的RenderTexture对象进行初始化，并将其绑定到Camera的 targetTexture 上，避免影响到其它渲染内容。在OnRenderImage()回调函数中，我们通过Graphics.Blit()函数进行渲染处理。具体来说，我们首先使用Graphics.Blit()函数对图像进行复制（第一次用），然后再使用Graphics.Blit()函数将当前帧图像绘制到RenderTexture上，并应用运动模糊 m_MotionShader。最后我们将处理结果输出。