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  • 【Unity Shaders】使用Unity Render Textures实现画面特效——画面特效中的类似Photoshop的基本混合模式

    本系列主要参考《Unity Shaders and Effects Cookbook》一书(感谢原书作者),同时会加上一点个人理解或拓展。

    这里是本书所有的插图。这里是本书所需的代码和资源(当然你也可以从官网下载)。

    ========================================== 分割线 ==========================================



    写在前面


    画面特效并不只限于调整游戏画面的颜色。我们还可以使用它们来和其他的图片混合起来。这个技术和在Photoshop里新建一个layer很像,我们可以选择一个混合模式来混合两张图片,在我们的例子里,其中一张就是指render texture。这使得美术人员可以在游戏里面模拟各种混合效果,而不是仅仅在Photoshop里。


    这篇文章里,我们将要学习一些常见的混合模式,例如,正片叠底(Multiply),Add,滤色(Screen,这竟然是滤色的意思。。。)。你将会发现这些都不难实现~



    知识补习


    这里增加一个内容,就是对各种混合模式的理解。


    正片叠底(Multiply)和滤色(Screen)


    正片叠底(Multiply)和滤色(Screen)是两种基本的混合模式,分别用于使图片变暗和变亮。它们之间的组合还可以形成更复杂的混合模式,如叠加(Overlay)和柔光(Soft Light)。


    正片叠底 —— 就是把两层图像的像素相乘,最后会得到一个更暗的图像。这个模式是对称的,也就是说交换基色和混合色得到的结果是一样的。


    ,其中a是基色,b是混合色。


    滤色 —— 首先把两层图像的像素值取互补数,然后将它们相乘,最后再去互补数。这和正片叠底得到的结果是相反的。它会得到一个更亮的图像。

    ,其中a是基色,b是混合色。


    叠加 —— 结合了正片叠底和滤色两种混合模式。基色中亮色的部分会更加亮,而暗色的部分会更暗。

    ,其中a是基色,b是混合色。



    准备工作


    这一篇同样很多代码是建立在上一篇的基础上,所以很多代码不用写啦~

    1. 创建一个新的脚本,命名为BlendMode_ImageEffect;
    2. 创建一个新的Shader,命名为BlendMode_Effect;
    3. 本章第一篇中的C#代码复制到第一步中创建的脚本中;(我发现原作者貌似也因为复制粘贴忘了删掉亮度、饱和度、对比度那句话。。。)
    4. 本章第一篇中的Shader代码复制到第二步中创建的Shader中;
    5. 把新的脚本添加到Camera上,并使用新的Shader给脚本中的Cur Shader赋值。这篇里我们会需要一张纹理来演示混合效果。你可以从本书资源(见文章最上方)里找到这张难看的图片,作者说这是为了更容易看到效果~。。。

    下面的图就是我们要使用的纹理啦!这张纹理除了丑以外,它的细节很丰富,灰度范围也很大,有利于我们检验混合效果。



    实现


    1. 我们要实现的第一个混合模式就是正片叠底(Multiply),说白了就是把基色和混合色相乘。为了能够控制透明度(opacity),我们还需要一个属性:
      	Properties {
      		_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
      		_BlendTex ("Blend Texture", 2D) = "white" {}
      		_Opacity ("Blend Opacity", Range(0.0, 1.0)) = 1.0
      	}

    2. 同样,在我们在CGPROGRAM块中创建对应的变量:
      		Pass {
      			CGPROGRAM
      			#pragma vertex vert_img
      			#pragma fragment frag
      			
      			#include "UnityCG.cginc"
      			
      			uniform sampler2D _MainTex;
      			uniform sampler2D _BlendTex;
      			fixed _Opacity;

    3. 最后,我们修改frag函数,让它来对两张纹理执行乘法操作:
      			fixed4 frag(v2f_img i) : COLOR
      			{
      				//Get the colors from the RenderTexture and the uv's
      				//from the v2f_img struct
      				fixed4 renderTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
      				fixed4 blendTex = tex2D(_BlendTex, i.uv);
      				
      				// Perform a multiply Blend mode
      				fixed4 blendedMultiply = renderTex * blendTex;
      				
      				// Adjust amount of Blend Mode with a lerp
      				renderTex = lerp(renderTex, blendedMultiply,  _Opacity);
      				
      				return renderTex;
      			}

    4. 下面开始编辑C#脚本。首先,我们需要创建对应的变量。所以我们需要一张可以在面板中赋值的纹理,以及一个可变的透明度:
      	#region Variables
      	public Shader curShader;
      	public Texture2D blendTexture;
      	public float blendOpacity = 1.0f;
      	
      	private Material curMaterial;
      	#endregion

    5. 然后,我们需要在OnRenderImage函数中把变量数据传递给Shader:
      	void OnRenderImage (RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture){
      		if (curShader != null) {
      			material.SetTexture("_BlendTex", blendTexture);
      			material.SetFloat("_Opacity", blendOpacity);
      			
      			Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);
      		} else {
      			Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);
      		}
      	}

    6. 最后,我们在函数中保证blendOpacity的值范围在0.0到1.0:
      	void Update () {
      		blendOpacity = Mathf.Clamp(blendOpacity, 0.0f, 1.0f);
      	}

    完成后,你可以把任意图片作为混合图片传递给脚本。最后,你可以看到类似下面的结果:
    Multiply混合模式 Opacity = 0.5 :


    Multiply混合模式 Opacity = 1.0 :


    通过上面的实现,我们可以发现实现这样的混合效果实际并不难,下面我们继续添加一些简单的混合模式。

    扩展


    下面我们实现另外两种简单的混合模式:
    1. 在Shader中修改frag函数,即把乘法操作注释,再添加新的加法操作:
      			fixed4 frag(v2f_img i) : COLOR
      			{
      				//Get the colors from the RenderTexture and the uv's
      				//from the v2f_img struct
      				fixed4 renderTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
      				fixed4 blendTex = tex2D(_BlendTex, i.uv);
      				
      				// Perform a multiply Blend mode
      //				fixed4 blendedMultiply = renderTex * blendTex;
      
      				// Perform a add Blend mode
      				fixed4 blendedAdd = renderTex + blendTex;
      				
      				// Adjust amount of Blend Mode with a lerp
      				renderTex = lerp(renderTex, blendedAdd,  _Opacity);
      				
      				return renderTex;
      			}

    保存后返回Unity查看。你可以看到类似下面的结果。你可以看到,它和Multiply是刚好相反的结果:
    Add混合模式 Opacity = 1.0 :


    1. 最后,我们实现一个名为Screen Blend(感觉好怪,中文名字?)的混合模式。这里面用到的运算比前两种更多,但也很简单。继续修改frag函数:
      			fixed4 frag(v2f_img i) : COLOR
      			{
      				//Get the colors from the RenderTexture and the uv's
      				//from the v2f_img struct
      				fixed4 renderTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
      				fixed4 blendTex = tex2D(_BlendTex, i.uv);
      				
      				// Perform a multiply Blend mode
      //				fixed4 blendedMultiply = renderTex * blendTex;
      
      				// Perform a add Blend mode
      //				fixed4 blendedAdd = renderTex + blendTex;
      
      				// Perform a screen render Blend mode
      				fixed4 blendedScreen = 1.0 - ((1.0 - renderTex) * (1.0 - blendTex));
      				
      				// Adjust amount of Blend Mode with a lerp
      				renderTex = lerp(renderTex, blendedScreen,  _Opacity);
      				
      				return renderTex;
      			}

    最后,你可以看到下面的效果:
    Screen Blend混合模式 Opacity = 1.0:


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