US3S11L1——屏幕深度和法线纹理的使用

深度和法线纹理的使用

使用屏幕深度和法线纹理，一般分两步：

  1. 让 Unity 知道我们需要使用深度和法线纹理

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    private void Start()
    {
        Camera.main.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth;                                    // 获取一张深度纹理
        Camera.main.depthTextureMode = DepthTextureMode.DepthNormals;                            // 获取一张深度+法线纹理
        Camera.main.depthTextureMode = DepthTextureMode.Depth | DepthTextureMode.DepthNormals;    // 获取深度纹理 和 深度+法线纹理
    }

  2. 在 Shader 当中直接声明对应变量

    • 深度纹理

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      sampler2D _CameraDepthTexture;

    • 深度+法线纹理：

      其中，_CameraDepthNormalsTexture.rg​ 一般存储屏幕法线消息，_CameraDepthNormalsTexture.ba​ 一般存储屏幕深度消息

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      sampler2D _CameraDepthNormalsTexture;

    之后直接在 Shader 中使用这两个变量便可以获取到相关信息

使用深度和法线纹理需要的内置函数

对于以下内置函数的原理，详见：US3S11L2——深度和法线纹理背后的原理

  1. 获取深度纹理的深度值

    首先需要使用 SAMPLE_DEPTH_TEXTURE()​ 宏对 _CameraDepthTexture​ 采样，此时得到的采样结果是非线性的，
    然后，使用 LinearEyeDepth()​ 将非线性的深度值转换到观察空间下，
    或者，使用 Linear01Depth()​ 将采样结果转换为 [0,1] 区间内的线性深度值（此方法不需要和 LinearEyeDepth()​ 配合使用！）

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    fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
    {
        float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv);  // 使用基本深度纹理采样，得到的结果是非线性的
        float viewDepth = LinearEyeDepth(depth);                        // 将非线性的深度值转换到观察空间下
        float linearDepth = Linear01Depth(depth);                       // 将非线性的深度值转换为[0,1]区间内的线性深度值
    }

  2. 获取深度+法线纹理的法线消息

    其中，DecodeViewNormalStereo()​ 是 UnityCG.cginc​ 内置文件中的方法，用于同时得到深度值和法线消息
    而 DecodeFloatRG()​ 可以单独得到深度值，DecodeViewNormalStereo()​ 可以单独得到法线消息

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    fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
    {
        float depth;                                                    // 用于存储深度值的变量
        float3 normals;                                                 // 用于存储法线的变量
        float4 depthNormal = tex2D(_CameraDepthNormalsTexture, i.uv);   // 对深度+法线纹理进行采样（xy是法线消息，zw是深度消息）
        DecodeDepthNormal(depthNormal, depth, normals);                 // 一次处理得到深度值和法线消息
        depth = DecodeFloatRG(depthNormal.zw);                          // 单独得到深度值
        normals = DecodeViewNormalStereo(depthNormal);                  // 单独得到法线消息
    }

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