再谈 unity: GrabPass

https://blog.csdn.net/puppet_master/article/details/70199330
https://blog.csdn.net/qq_32468649/article/details/79992819

GrabPass
GrabPass是unity为我们提供的一个很方便的功能，可以直接将当前屏幕内容渲染到一张贴图上，
我们可以直接在shader中使用这张贴图而不用自己去实现渲染到贴图这样的一个过程。

GrabPass的使用非常简单，我们在写vertex fragment shader额时候都需要写一个pass，GrabPass也是一个pass，只不过是
unity为我们实现好的一个pass。
我们只需要在我们正常的pass前面加上一个GrabPass{}就可以了。

官方文档：https://docs.unity3d.com/Manual/SL-GrabPass.html
上有两种GrabPass的写法，第一种是直接GrabPass{}的写法，这种写法抓屏的图片就直接存到_GrabTexture这个系统预定义的贴图变量中了，我们就可以直接访问该贴图，但是这种写法会导致每个使用GrabPass的物体进行一次抓屏的操作！
另一种是GrabPass{“TextureName”}的写法，其中TextureName是我们自定义的一个贴图名称，这种写法，unity每帧只会为第一个使用了该名称的物体进行抓屏操作，之后的就可以复用这张贴图了，这里需要做测试。

需要注意的是，在使用GrabPass的时候，我们需要额外小心物体的渲染队列设置。
正如之前所说，GrabPass通常用于渲染透明物体，尽管代码里并不包括混合指令，但我们往往仍然需要把物体的
渲染队列设置成透明队列（即"Queue"=“Transparent”）。这样才能保证当渲染该物体时，所有的不透明物体都已经
被绘制在屏幕上了，从而获取正确的屏幕图像。

inline float4 ComputeGrabScreenPos (float4 pos) 
{
    #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
    float scale = -1.0;
    #else
    float scale = 1.0;
    #endif
    float4 o = pos * 0.5f;
    o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;
	#ifdef UNITY_SINGLE_PASS_STEREO
	    o.xy = TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);
	#endif
    o.zw = pos.zw;
    return o;
}

这个传入的是物体的齐次坐标，注意是没有经过透视除法的坐标。如下的方式：

v2f vert(appdata_base v) 
{
	v2f o;
	o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
	o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);
	return o;
}
sampler2D _BackgroundTexture;
half4 frag(v2f i) : SV_Target
{
	half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);
	return bgcolor*2;
}

在之前的博客中：https://blog.csdn.net/wodownload2/article/details/102969154
中有个问题是：采用第一方式，不能将grab的屏幕贴图，显示在一个plane上。这是为什么？
结合下图的例子：

将摄像机先看到球体，然后再看到平面。
球体的材质是不透明的，随便使用一个采样贴图的shader就行。
我们关键是看plane使用什么shader，shader代码如下：

Shader "GrabPass"
{
	SubShader
	{
		GrabPass
		{
			"_BackgroundTexture"
		}
		Pass
		{
			CGPROGRAM
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			#include "UnityCG.cginc"

			struct v2f
			{
				float4 grabPos : TEXCOORD0;
				float4 pos : SV_POSITION;
			};

			v2f vert(appdata_base v) {
				v2f o;
				o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);
				return o;
			}
			sampler2D _BackgroundTexture;
			half4 frag(v2f i) : SV_Target
			{
				half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);
				return bgcolor/2;
			}
			ENDCG
		}
	}
}

由帧调试器看到：

先画球体，再画平面，由于平面使用的是两个pass：第一个是GrabPass，第二个Pass是采样Grab之后的贴图。
并且GrabPass位于第一个pass，所以先执行了Grab，在执行第二个采样的Pass。
如下：

所以第二个pass能用第一个pass抓取的贴图。

这里我们第二个pass的片段着色器为何除以2呢？因为如果不除以2，那么则会看不到任何的东西：

这是为啥呢？
因为那个平面转换到屏幕坐标空间之后，就是那一块的东西，而这一块东西和抓取的图颜色是一样的。所以看不到任何东西，
这里还有两个问题：
1，为啥场景中的plane看不到任何的东西，也估计是scene视图中，和主相机不是同一个相机的问题。
2，帧调试器，也看不到捕捉的图片

所以只能手动的显示在一个面片上看下。

所以综合上面的所有问题，我们要想显示出grab的图片，方法是使用如下的shader：

Shader "Unlit/GrabPass"
{
	SubShader {
		Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Opaque" }
		//抓取屏幕图像并存储在名为_GrabTex的纹理中
		GrabPass { "_GrabTex" }
 
		pass 
		{
			CGPROGRAM
 
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
	 
			#include "UnityCG.cginc"
	 
			sampler2D _GrabTex;
			float4 _GrabTex_ST;
	 
			struct a2v 
			{
				float4 vertex : POSITION;
				float4 texcoord : TEXCOORD0;
			};
	 
			struct v2f 
			{
				float4 pos : SV_POSITION;
				float2 uv : TEXCOORD0;
			};
			v2f vert(a2v v) 
			{
				v2f o;
				o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _GrabTex);
				return o;
			}
			fixed4 frag(v2f i) : SV_Target 
			{
				fixed3 color = tex2D(_GrabTex, i.uv).rgb;
				return fixed4(color, 1.0);
			}
			ENDCG
		}
	}
}

或者像官方博客一样，取反色，即1-采样的颜色，效果如下：

可以看到这个矩形框的颜色是黑色，而我们使用的是固定渲染颜色的方式：

至此，我们已经知道了这个grabpass的原理以及注意点了，over！