前言

今天給大家分享的是游戲當(dāng)中對于深度緩沖非常實(shí)用的一些應(yīng)用的講解，希望給大家?guī)韼椭?/p>

比如說游戲當(dāng)中的掃描效果啊，游戲當(dāng)中的透視效果啊，游戲當(dāng)中的邊緣檢測，邊緣繪制效果啊，游戲當(dāng)中的能量球效果啊等等

特別是大家知道，現(xiàn)在我游戲開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到URP渲染管線的階段了，所以如果你現(xiàn)在在學(xué)習(xí)這些效果的時(shí)候，還是基于內(nèi)置管線進(jìn)行開發(fā)的，那么建議你深入學(xué)習(xí)這些效果，在URP管線下面的實(shí)現(xiàn)儲備好自己的知識和技能，適應(yīng)新的TA技術(shù)迭代

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《無人深空》掃描效果

第一步：C#腳本刷新掃描區(qū)域

深度緩沖可以做什么呢？比如說《無人深空》的掃描效果

這個(gè)效果需要在后處理階段實(shí)現(xiàn)

我們可以利用深度緩沖區(qū)來采樣深度緩沖紋理，采樣到深度緩沖紋理以后，我用深度緩沖紋理的深度值，比如說我們采樣的是場景中間的區(qū)域，假設(shè)我的攝像機(jī)是在離場景比較遠(yuǎn)的，大概在0這個(gè)位置，三角區(qū)域是它的一個(gè)視角范圍，這個(gè)時(shí)候用我從深度圖中采樣到的深度值，跟我當(dāng)前掃描的距離做一下對比

一開始的時(shí)候它從攝像機(jī)的起始位置去掃，比如說我掃距離攝像機(jī)距離為零的位置，然后是一的位置，然后是二的位置，一直掃描到距離為十的位置，我用橫線去表示這個(gè)是距離為十

它掃描的范圍是從距離八到距離十，因?yàn)檎麄€(gè)場景都會被拍到深度圖里面，那我去取比如方塊那里像素點(diǎn)的深度值，假設(shè)這個(gè)深度值是九，這個(gè)時(shí)候算一下，9介于8~10之間，這個(gè)像素就是屬于在掃描效果里面將要去進(jìn)行顏色疊加的像素點(diǎn)

并且9在掃描帶中間，而掃描效果最前面的綠色應(yīng)該是不透明度最高的，那么我就將9的不透明度設(shè)置為比如說0.5，就可以看到一個(gè)半透明的綠色

大家可能平時(shí)在網(wǎng)上去看一些免費(fèi)教程的時(shí)候會發(fā)現(xiàn)，這個(gè)效果都是用像我這邊貼的代碼一樣，它是用內(nèi)置管線去實(shí)現(xiàn)的，但實(shí)際上我們的unity現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到URP的時(shí)代了

所以我們再這么寫代碼是不行的，因?yàn)檫@樣的代碼就根本就無法工作在URP環(huán)境下，在URP管線下的“掃描效果”的后處理實(shí)現(xiàn)，請參考小白的TA之路

在游戲里面也可以用我們的深度測試來去實(shí)現(xiàn)一個(gè)透視效果，那么怎么實(shí)現(xiàn)呢

第一步: 透視效果

透視效果就是以進(jìn)行兩遍渲染這個(gè)地方，我們的核心點(diǎn)是把ZTest設(shè)為Greater，也就是說被遮擋住的部分，反而通過深度測試，將被遮擋角色渲染出來

然后我們再寫一個(gè)pass，這個(gè)pass是把場景里面可以看見的角色，比如說這個(gè)角色按照正常的這種叫做小于測試，也就是深度值較小的物體被渲染，這樣的話就不是渲染我們的墻背后的物體，而是墻前面的這個(gè)物體

核心代碼如圖：

第二步：邊緣光

當(dāng)然你也可以給這個(gè)效果效果去加一些邊緣光的處理

上面寫的這個(gè)代碼是內(nèi)置管線的代碼，內(nèi)置管線可以寫N多個(gè)pass，這些pass都會被我們的引擎逐個(gè)執(zhí)行，但是在URP管線下面，并不是寫一個(gè)他就執(zhí)行一個(gè)，Unity只會執(zhí)行特定的Pass

護(hù)盾/能量場效果

第一步：半透明能量場

通過將能量場模型放在半透明隊(duì)列，可以確保它在所有不透明物體繪制完畢后被繪制，并與不透明物體進(jìn)行顏色混合，從而形成半透明效果

如果你不把它放到半透明隊(duì)列里，那么這個(gè)時(shí)候在我們進(jìn)行能量球的擾動，它因?yàn)槟芰壳驎χ車目諝庠斐蓴_動，做空氣擾動的時(shí)候，就不能夠?qū)χ車牟煌该魑矬w來進(jìn)行擾動，因?yàn)槲覀冎腊胪该魑矬w是在不透明物體之后被渲染的

第二步：邊緣光

我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)邊緣光，那么這個(gè)邊緣光的強(qiáng)度怎么計(jì)算呢？

abs(dot(i.normal,normalize(i.viewDir)));??//邊緣光的計(jì)算，法向量與視向量進(jìn)行點(diǎn)乘

傳統(tǒng)的費(fèi)尼爾效果用的是pow，但這里要用abs；關(guān)于為什么要用abs，如果感興趣的話大家可以在評論區(qū)討論

第三步：相交高亮

我們可以看到圓球底下交界的位置都有一圈高亮，那這個(gè)高亮是怎么樣去實(shí)現(xiàn)呢？這里就要用到深度緩沖區(qū)的知識

假設(shè)能量球頂部的這個(gè)點(diǎn)，從場景頂部的物體視角看過去，它的背后是背景，因此不跟場景里面的物體相交接

背景的深度值是1.0，那么這個(gè)位置的深度值可能是0.5或者0.3，算一下這個(gè)點(diǎn)的能量球的深度值跟他背后的物體的深度值的深度差，如果深度差比較大，那就說明不是物體相交的部分，這時(shí)候我們正常渲染這個(gè)能量球就可以了

因?yàn)槲覀兌ㄎ坏纳疃戎蹈芰壳蛟谶@個(gè)位置的深度值是幾乎差不多的，所以我們就應(yīng)該把它渲染成高亮的一個(gè)顏色

如上圖所示，紅色方框中的算法是相交高亮的算法

第四步：表面扭曲

扭曲效果在我們早期的內(nèi)置管線里面，我們直接用一個(gè)Pass就能實(shí)現(xiàn)了

但是我前面講過：

• GrabPass也是一個(gè)pass

• URP不是寫一個(gè)pass，unity就去執(zhí)行一個(gè)pass

• URP管線執(zhí)行Pass是有條件的，這樣的效果在URP管線里面如何實(shí)現(xiàn)大家呢？請參考小白的TA之路

深度緩沖的其他應(yīng)用

當(dāng)然深度緩沖，其實(shí)還有其他的一些應(yīng)用，比如說可以用它來做二次元的效果，通常都要做邊緣檢測，這個(gè)怎么做

比如說我們用深度緩沖可以用來去做水的渲染，那這個(gè)具體又該怎么做呢？老師都會給大家去詳細(xì)的分析每一個(gè)效果的實(shí)現(xiàn)原理

... ...

這邊也會不定期的去開設(shè)一些公開課，去給大家去做相關(guān)的技術(shù)分享，感興趣的小伙伴可以進(jìn)群交流

URP渲染管線定制

在很多在內(nèi)置管線的圖形渲染資料中，比如說跟馮樂樂的入門精要中我們學(xué)到的一些效果，當(dāng)你到了URP管線下的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)它實(shí)現(xiàn)起來，根本不是那么回事，而我們的TA崗位面試，公司都會有要求能夠掌握在URP管線下如何進(jìn)行渲染效果的開發(fā)

那這樣的話就要求我們的TA同學(xué)不僅僅掌握Shader開發(fā)的知識，還要掌握C#腳本開發(fā)的知識，因?yàn)橹挥姓莆樟?，才能夠進(jìn)行所謂的渲染管線的定制，去實(shí)現(xiàn)這樣的效果

URP渲染管線定制不僅僅可以幫我們實(shí)現(xiàn)渲染效果，也可以幫我們實(shí)現(xiàn)渲染優(yōu)化

下面圖示在2019開發(fā)者大會上面，有開發(fā)者分享了一個(gè)使用URP渲染管線可以優(yōu)化渲染性能，更容易處理一些渲染上面的一些問題

寫在最后

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【TA進(jìn)階】深度緩沖與深度測試的4個(gè)應(yīng)用