1.前言
Unity中深度问题介绍的比较多，不管是不同平台导致的[0,1]还是[1,0]以及线性非线性等问题，在此介绍一篇比较长但是比较全的文章，此文作者通过顶点的z值计算深度，并自写了深度线性化函数。此两个方法对应ShaderLab中的Linear01Depth以及LinearEyeDepth两种方法。
本文不讨论深度的问题，只讨论如何获取深度的问题。unity获取深度有两种方法，如下文。
2、_CameraDepthTexture
如题所示在shader中通过_CameraDepthTexture获取深度图，具体步骤如下：
1）设置Camera的depthTextureMode来使深度图生效：
mainCamera.depthTextureMode |=DepthTextureMode.Depth；
2）在shader中通过_CameraDepthTexture获取深度信息
Shader "Custom/Depth" {
SubShader {
Tags {
"RenderType"="Opaque" }
Pass{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
sampler2D _CameraDepthTexture;
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
float4 scrPos:TEXCOORD1;
};
//Vertex Shader
v2f vert (appdata_base v){
v2f o;
o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.scrPos=ComputeScreenPos(o.pos);
return o;
}
//Fragment Shader
half4 frag (v2f i) : COLOR{
float depthValue =Linear01Depth (tex2Dproj(_CameraDepthTexture,UNITY_PROJ_COORD(i.scrPos)).r);
half4 depth;
depth.r = depthValue;
depth.g = depthValue;
depth.b = depthValue;
depth.a = 1;
return depth;
}
ENDCG
}
}
FallBack "Diffuse"
}
此方法有个问题：此种方法获取的深度图并不是深度测试的深度图，而是通过shadowCaster队列获取的，所以如果场景中的shader如果没有ShadowCaster的pass或者fallback中没有，那么即使在shader中开启深度写入也不会有深度信息。所以如果你用unlit-texture材质或者自己写的shader（或者自己写的shaer中的fallback)没有shadowCaster对应的那个pass，那么你将得不到深度。
3.SetTargetBuffers
通过渲染相机的TargetBuffer获取深度信息，通过下述代码中depthRT获取深度图，在shader中通过普通的tex2D采样即可获取深度信息。
RenderTexture colorRT;
RenderTexture depthRT;
void Start
{
colorRT = new RenderTexture(Camera.main.pixelWidth, Camera.main.pixelHeight, 0);
depthRT = new RenderTexture(Camera.main.pixelWidth, Camera.main.pixelHeight, 16, RenderTextureFormat.Depth);
Camera.main.SetTargetBuffers(depthRT.colorBuffer, depthRT.depthBuffer);
}
采样shader如图所示：
Shader "Unlit/DrawDepthTexture"
{
SubShader
{
Tags {
"RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
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 = v.uv;
return o;
}
sampler2D _MainTex;
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
float depth = tex2D(_MainTex, i.uv).r;
return fixed4(depth, 0, 0, 1);
}
ENDCG
}
}
}
上述代码中定义深度图是采用的是RenderTextureFormat.Depth格式，如果采用的是RenderTextureFormat.Shadowmap则需要如下方法采样：
Shader "Unlit/DrawDepthTexture"
{
SubShader
{
Tags {
"RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
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 = v.uv;
return o;
}
uniform Texture2D _MainTex;
uniform SamplerState sampler_MainTex;
Texture2D fakePoint;
SamplerState samplerfakePoint;
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
float depth = fakePoint.Sample(samplerfakePoint,float2(0,0)).a; //建立采样器/
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
depth += _MainTex.Sample(samplerfakePoint, i.uv).r; //对该点进行反复采样/
}
depth -= fakePoint.Sample(samplerfakePoint, float2(0, 0)).a; //去除多余量/
depth = depth / 5.f; //对采样总和取平均值/
fixed4 col = fixed4(depth, 0, 0, 1.f);
return col;
}
ENDCG
}
}
}
采用此方法也有弊端，即无法在屏幕上显示画面，需要在OnRenderImage方法中显示即：
private void OnRenderImage(RenderTexture src,RenderTexture dst)
{
Graphics.Blit(colorRT,dst);
//Graphics.Blit(depthRT,dst);直接将深度图显示在屏幕上
}