游戲 Bloom 實(shí)現(xiàn)方法
4.1?Bloom
4.1.1 什么是bloom
輝光效果，模擬攝像機(jī)圖像效果。讓舞臺(tái)有真實(shí)明亮效果
4.1.2 Bloom實(shí)現(xiàn)原理
1.提取原圖較亮區(qū)域（閾值設(shè)定亮度）
示例：比如大于顏色亮度大于1的區(qū)域，都提取出來(lái)
2.使用高斯模糊（提取后）圖像
3.模糊的結(jié)果與原圖混合
實(shí)現(xiàn)Bloom的效果需要有倆個(gè)前提知識(shí)
顏色亮度支持大于1（HDR）
使用高斯模糊算法
擴(kuò)展 Bloom的形成原因
Bloom是什么
https://zhuanlan.zhihu.com/p/76505536
4.1.3 ?HDR與LDR
正常使用的是LDR模式 顏色的取值范圍是（0-1）
LDR（Low Dynamic Range,低動(dòng)態(tài)范圍） RGB range in [0,1]
JPG PNG等格式圖片
HDR（High Dynamic Range,高動(dòng)態(tài)范圍） 可以表示RGB range 可超過(guò) [0,1]的范圍
這樣可以提取更高亮度（超過(guò)1）的區(qū)域產(chǎn)生bloom效果
HDR、EXR格式圖片
注意：如果不使用HDR那提取的顏色范圍只能是在（0-1）的范圍
4.1.4 高斯模糊
通常用它來(lái)減少圖像噪聲以及降低細(xì)節(jié)層次。
數(shù)學(xué)的角度
圖像的高斯模糊過(guò)程就是圖像與正態(tài)分布做卷積。由于正態(tài)分布又叫作高斯分布，所以這項(xiàng)技術(shù)就叫作**高斯模糊**。
卷積
問(wèn)題: 什么是卷積？
參考：https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%B7%E7%A7%AF/9411006?fr=aladdin
卷積是一種對(duì)圖像的操作，
卷積是有1緯卷積，2維矩陣，N維矩陣構(gòu)成
1維卷積
計(jì)算過(guò)程： 1維卷積 15+24+33=22 ? 14+23+32=16 ?13+22+3*1=10
2維卷積
簡(jiǎn)單理解：
就是提取原來(lái)的圖形的像素RGB，通過(guò)卷積把圖片模糊掉，在放到現(xiàn)有的像素尺寸。
數(shù)學(xué)運(yùn)算如下：
過(guò)程，把卷積核放到起始像素，依次計(jì)算求和。
注意：計(jì)算過(guò)程需要把卷積核水平翻轉(zhuǎn)180度。
輔助閱讀：卷積究竟卷了啥？——17分鐘了解什么是卷積_嗶哩嗶哩_bilibili
什么！卷積要旋轉(zhuǎn)180度？！ - 簡(jiǎn)書(shū) (jianshu.com)
高斯核
問(wèn)題 高斯核維數(shù)的增加，模糊的程度也會(huì)變大，計(jì)算量也越大。
假設(shè)屏幕圖像的寬度和高度為W和H
如果使用一個(gè)N*N的一個(gè)卷積核，計(jì)算那計(jì)算量會(huì)很大。
怎么解決這個(gè)問(wèn)題
二維高斯函數(shù)特點(diǎn)：可分離性，將二維高斯函數(shù)拆成兩個(gè)一維高斯函數(shù)以降低計(jì)算量
二維高斯核運(yùn)算：N * N * W * H 次紋理采樣
兩次一維高斯核運(yùn)算：2 * N * W * H 次紋理采樣
這里對(duì)應(yīng)的權(quán)重值就三個(gè)。
4.2 算法演示
4.2.0 實(shí)現(xiàn)思路
在C#中調(diào)用OnRenderImage函數(shù) 獲取當(dāng)前的渲染紋理，
然后將實(shí)現(xiàn)Bloom效果的參數(shù)和渲染出的紋理傳入Shader
在Shader里使用4個(gè)Pass完成計(jì)算
簡(jiǎn)單理解就是實(shí)現(xiàn)上面那個(gè)過(guò)程
第一個(gè)Pass，根據(jù)設(shè)定的閾值提取圖像中高亮的區(qū)域
第二個(gè)Pass，實(shí)現(xiàn)垂直方向的高斯模糊
第三個(gè)Pass， 實(shí)現(xiàn)水平方向的高斯模糊
第四個(gè)Pass，把高斯模糊的圖像和原圖進(jìn)行混合，輸出最后結(jié)果。
擴(kuò)展知識(shí) OnRenderImage函數(shù)
函數(shù)介紹
該函數(shù)允許我們使用著色器濾波操作來(lái)修改最終的圖像，輸入原圖像source，輸出的圖像放在desitination里。
該腳本必須掛載在有相機(jī)組件的游戲?qū)ο笊?，在該相機(jī)渲染完成后調(diào)用OnRenderImage()函數(shù)；
資料參考：https://docs.unity3d.com/ScriptReference/MonoBehaviour.OnRenderImage.html
4.2.1 PostEffectsBase類
創(chuàng)建的新腳本需要繼承這個(gè)類，新版本刪掉這個(gè)腳本，可以在網(wǎng)絡(luò)上找到或者自己寫(xiě)一個(gè)。
《入門(mén)精要》P245-246 使用
下方提供 這個(gè)類的腳本源碼
4.2.2 創(chuàng)建C#腳本控制
這個(gè)腳本的繼承上面使用的類
第一部分把Shader數(shù)據(jù)傳遞到腳本控制,前判斷傳入的數(shù)據(jù)是否空
這一部分是計(jì)算輸入的Shader，材質(zhì)是否為空
在準(zhǔn)備一些傳給Shader的參數(shù)，
注意：
降采樣系數(shù)，越大獲取的圖像越小，處理的模糊像素少，計(jì)算量小。
越小效果越好，
開(kāi)始計(jì)算
使用OnRenderImage函數(shù)
source ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 代表原圖
destination ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?代表 模糊后的圖像
擴(kuò)展 什么是雙線性濾波？
在上面的代碼部分，有一段
buffer0的filterMode
在這里引入一個(gè)紋理壓縮的一個(gè)概念。
在導(dǎo)入圖片的時(shí)候，有一個(gè)選項(xiàng)，就是FilterMode
FilterMode
當(dāng)該紋理由于3D變換進(jìn)行拉伸時(shí)，它將如何被過(guò)濾插值。共有三種選擇：
Point 單點(diǎn)插值，紋理將變得塊狀化（blocky up close）
Bilinear 雙線性插值，紋理將變得模糊（blurry up close）
Trilinear 三線性插值，類似Bilinear，但是紋理還會(huì)在不同的mip水平之間（between the different mip levels）進(jìn)行模糊；
所以設(shè)置儲(chǔ)存的這張圖片的變形方式， 第一步就算完成。
計(jì)算模糊效果
擴(kuò)展 Graphics.Blit函數(shù)
這里使用大量Graphics.Blit函數(shù)，那Graphics.Blit函數(shù)的功能是什么？
官方這里介紹，簡(jiǎn)單理解就是輸入一個(gè)原圖，根據(jù)材質(zhì)效果計(jì)算出一張新的圖。
示例
Graphics.Blit(原圖，結(jié)果圖，調(diào)用的材質(zhì)，使用材質(zhì)的那個(gè)pass)這里Pass默認(rèn)-1調(diào)用所有pass
腳本部分完成。
全代碼
4.3 Shader部分
視頻有誤地方
CGINCLUDE ? ?和 ? CGPROGRAM 的區(qū)別問(wèn)題
參考：CGINCLUDE 關(guān)鍵字的作用?
資料參考：?https://www.jianshu.com/p/d5767c2a4017?utm_campaign=maleskine&utm_content=note&utm_medium=seo_notes&utm_source=recommendation
在 fragBlur 片元著色的時(shí)候，這里需要修改成SV_Target
這個(gè)階段的第二個(gè)問(wèn)題，括號(hào)錯(cuò)誤，會(huì)報(bào)錯(cuò)。
本人就這倆個(gè)地方錯(cuò)誤，導(dǎo)致一直沒(méi)有找到。
修改結(jié)果
解析一下Shader的構(gòu)成
第一部分，Shader需要的屬性，
第二部分，設(shè)置第一個(gè)Pass提取原圖的亮度信息。
在SubShader 里設(shè)置渲染語(yǔ)言
注意：CGINCLUDE 和 ? CGPROGRAM的區(qū)別 ?，
聲明 ?變量。
上面部分定義不同階段的Pass ?，定義里不同的頂點(diǎn)著色器，不同的片元著色器。
現(xiàn)在編寫(xiě)，每個(gè)Pass里的頂點(diǎn)，片元著色器計(jì)算過(guò)程。
第一個(gè)Pass里，提取越圖的亮度信息。
這里單獨(dú)輸出一下，看一下效果。
默認(rèn)
越接近1越黑。提取的顏色越少
第二和第三個(gè)Pass計(jì)算垂直水平方向的模糊，
高斯模糊卷積核
把上面這部分拆成，垂直和水平方向的倆個(gè)一維的計(jì)算。
這一步是在頂點(diǎn)著色器計(jì)算。
定義高斯模糊的片元著色器函數(shù)
這里注意，視頻有倆個(gè)地方出現(xiàn)了，問(wèn)題，詳細(xì)參考上面。
效果 數(shù)值是0，沒(méi)有模糊的效果。
調(diào)整——數(shù)值是8的時(shí)候
這個(gè)就是模糊后面的結(jié)果。
第4個(gè)Pass合并模糊圖和原圖
創(chuàng)建第4個(gè)Pass，
構(gòu)建頂點(diǎn)片元著色器函數(shù)
完成
全代碼
配置Bloom
把這個(gè)C#腳本掛到攝像機(jī)上面
Shader拖到BloomShader里，調(diào)整數(shù)值。
Bloom效果就有了，
有Bloom效果
無(wú)Bloon效果
4.4 Bloom應(yīng)用
HDR到LDR過(guò)程稱之為色調(diào)映射，Tonemapping
資料參考：https://www.jianshu.com/p/8f29baa34bbc
acs模式的色調(diào)映射效果
總結(jié)
很詳細(xì)的了解到Bloom的實(shí)現(xiàn)方式，以及實(shí)現(xiàn)思路。
學(xué)習(xí)到了，卷積的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)高斯核的拆分，
資料參考
https://github.com/logic-three-body/Unity_Bloom
https://blog.csdn.net/candycat1992/article/details/22794773
https://www.yuque.com/qingyan-bng85/zagg8x/epl3qs
