URP/LWRP Shader实现描边效果


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在这里插入图片描述——我在URP基础的Lit.shader上添加了描边属性（描边颜色和宽度），并且重新定义了Priority区间（从±50扩展为±1000），显示材质球RenderQueue的大小（省去了你切换到Debug模式查看CustomRenderQueue的功夫）
（对于shader我刚刚入门，写这个就想整理下这三天捣鼓的一点东西，可能有愚蠢错误的地方，还望指教）

描边Pass可以参考这篇教程，非常详实https://blog.csdn.net/puppet_master/article/details/54000951

第一个Pass实现描边效果，第二个Pass实现基础着色。第二个Pass不想自己写的话，也可以用UsePass来借用别的shader。
但是在URP/LWRP里默认只走一个Pass，如果想要运行多个Pass，可以使用Tags：

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Tags{"LightMode" = "UniversalForward"} //LWRP不可用此Tag
Tags{"LightMode" = "LightweightForward" }
Tags{"LightMode" = "SRPDefaultUnlit"}

一个Pass里放一个Tags，这样看的话似乎URP-shader最多3个Pass，LWRP-shader最多2个Pass？

“To do a multi pass shader in the Lightweight pipeline you have to have one pass have no lightmode defined (or be using the default, which is “LightMode” = “SRPDefaultUnlit”), and one pass use “LightMode” = “LightweightForward”. The lightweight pipeline appears to only use the first pass it finds of each tag, so no more 3+ pass shaders.”——来自 https://forum.unity.com/threads/transparency-using-the-lwrp.550711/

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先来看看URP基础的Lit.shader：

  • 把它的Properties全部复制黏贴进我们的描边shader
  • 使用UsePass调用它的5个Pass（只用第一个Pass好像也够了）（？）
  • 它第一个Pass已经使用了Tags{“LightMode” = “UniversalForward”} ，所以如果我们想再加一个描边Pass，就必须在Pass里加上其他Tags，或者什么都不加也可以（什么都不加就是默认"LightMode" = “SRPDefaultUnlit” ）（？）
  • 为了获得和原Lit.shader一致的GUI布局，注意最后一行【CustomEditor “UnityEditor . Rendering . Universal . ShaderGUI . LitOutlineShaderAddQueue”】,当然这也不是必须的，就是写一个shaderGUI脚本会让面板好看点罢了
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//这是一个在URP/Lit基础上加入了描边Pass的shader
//如果看不到描边效果，是因为被后渲染的天空盒覆盖了，需要设置Render Queue=Transparent
//请配合使用脚本 LitOutlineShaderAddQueue.cs 以获得和原shader一致的GUI布局
Shader "Universal Render Pipeline/LitOutline"
{
  Properties
  {
    _OutlineCol("OutlineCol", Color) = (1,1,0,1)
    _OutlineFactor("OutlineFactor", Range(0, 1)) = 0.1
    _ShowRenderQueue("ShowRenderQueue",Int)= -1
    //...
    //下面照搬Lit.shader的Properties
    //复制粘贴大段代码页面会崩溃，我这里就……懒一下
  }
  SubShader
  {
    Tags{"RenderType" = "Transparent" "RenderPipeline" = "UniversalPipeline" "IgnoreProjector" = "True"}
    LOD 300
    UsePass "Universal Render Pipeline/Lit/ForwardLit"
    //我也不知道后面四个pass具体什么作用，这样引用是否能完整拷贝Lit-shader？
    UsePass "Universal Render Pipeline/Lit/ShadowCaster"
    UsePass "Universal Render Pipeline/Lit/DepthOnly"
    UsePass "Universal Render Pipeline/Lit/Meta"
    UsePass "Universal Render Pipeline/Lit/Universal2D"

    Pass
    {
        Name "Outline"
        Cull Front
        Zwrite Off
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        #pragma multi_compile_fog
        #include "UnityCG.cginc"
        struct v2f
        {
            UNITY_FOG_COORDS(0)
            float4 vertex : SV_POSITION;
        }
        fixed4 _OutlineCol;
        float _OutlineFactor;
       
        v2f vert (appdata_base v)
        {
            v2f o;
            o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            float3 vnormal = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal);//将法线方向转换到视空间
            vnormal = normalize(vnormal);//为了_OutlineFactor不受物体scale影响
            float2 offset = TransformViewToProjection(vnormal.xy);//将视空间法线xy坐标转化到投影空间
            o.vertex.xy += offset * _OutlineFactor;//在最终投影阶段输出进行偏移操作
            UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
            return o;
        }
        fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
        {
            return _OutlineCol;
        }
        ENDCG
    }
  }
  FallBack "Hidden/Universal Render Pipeline/FallbackError"
  CustomEditor "UnityEditor.Rendering.Universal.ShaderGUI.LitOutlineShaderAddQueue"
}

现在，我们写完了LitOutline.shader后还要再仿照原来的LitShader.cs写一个shaderGUI脚本
——直接复制一份LitShader.cs然后重命名为LitOutlineShaderAddQueue.cs开始修改：

  • 添加MaterialProperty类型的变量，
  • 然后用FindProperty()函数将变量与shader中的属性对应，
  • 最后在OnGUI()函数里用 materialEditor.ShaderProperty()将变量显示到面板上
  • 为了修改priority的区间，在BaseShaderGUI脚本里查找了一下它是在DrawAdvancedOptions()函数里诞生的，所以重写了这个函数
  • 为了能时刻显示当前的RenderQueue，在BaseShaderGUI脚本里发现它是由MaterialChanged()函数更新的，所以也修改了下这个函数
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using System;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEditor.Rendering.Universal;
//这个脚本一定要保存在Editor文件夹下，负责提供 LitOutline.shader的GUI布局
//这个脚本以LitShader.cs为基础，将priority区间扩大至±1000，并且显示RenderQueue数值（RenderQueue不可编辑）
//添加了变量【outlineCol, outlineFactor】 变量【showRenderQueue】
//修改了FindProperties()函数
//修改了MaterialChanged()函数
//修改了DrawAdvancedOptions()函数（使queueOffsetRange = 1000）
//添加了public override void OnGUI()函数

这里就复制黏贴一下我修改和添加的代码行，其他照抄的就点点点表示了

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namespace UnityEditor.Rendering.Universal.ShaderGUI
{
    internal class LitOutlineShaderAddQueue : BaseShaderGUI
    {
        // Properties
        private LitGUI.LitProperties litProperties;
        //添加了变量【outlineCol, outlineFactor】 变量【showRenderQueue】
        private MaterialProperty outlineCol, outlineFactor;      
        protected MaterialProperty showRenderQueue { get; set; }
       
        // collect properties from the material properties
        public override void FindProperties(MaterialProperty[] properties)
        {
            base.FindProperties(properties);
            litProperties = new LitGUI.LitProperties(properties);
            //修改了FindProperties()函数
            showRenderQueue = FindProperty("_ShowRenderQueue", properties, false);
            outlineCol = FindProperty("_OutlineCol", properties);
            outlineFactor = FindProperty("_OutlineFactor", properties);
        }
        // material changed check
        public override void MaterialChanged(Material material)
        {
            if (material == null)
                throw new ArgumentNullException("material");
            SetMaterialKeywords(material, LitGUI.SetMaterialKeywords);
            //MaterialChanged()函数触发SetMaterialKeywords()函数触发SetupMaterialBlendMode(),从而更新了 material.renderQueue
            //修改了MaterialChanged()函数
            showRenderQueue.floatValue = material.renderQueue;
        }
        public override void DrawSurfaceOptions(Material material){...}
        public override void DrawSurfaceInputs(Material material){...}
        public override void DrawAdvancedOptions(Material material)
        {
            if (litProperties.reflections != null && litProperties.highlights != null)
            {
                EditorGUI.BeginChangeCheck();
                materialEditor.ShaderProperty(litProperties.highlights, LitGUI.Styles.highlightsText);
                materialEditor.ShaderProperty(litProperties.reflections, LitGUI.Styles.reflectionsText);
                if (EditorGUI.EndChangeCheck())
                {
                    MaterialChanged(material);
                }
            }
            //修改了DrawAdvancedOptions()函数（使queueOffsetRange = 1000）
            //base.DrawAdvancedOptions(material);
            materialEditor.EnableInstancingField();
            if (queueOffsetProp != null)
            {
                EditorGUI.BeginChangeCheck();
                EditorGUI.showMixedValue = queueOffsetProp.hasMixedValue;
                int queueOffsetRange = 1000; //和原先相比就添加了这一行
                var queue = EditorGUILayout.IntSlider(Styles.queueSlider, (int)queueOffsetProp.floatValue, -queueOffsetRange, queueOffsetRange);
                if (EditorGUI.EndChangeCheck())
                {
                    queueOffsetProp.floatValue = queue;
                }                
                EditorGUI.showMixedValue = false;
            }            
        }
        public override void AssignNewShaderToMaterial(...){...}
       
        //添加了public override void OnGUI()函数
        public override void OnGUI(MaterialEditor materialEditor, MaterialProperty[] props)
        {
            // render the default gui
            base.OnGUI(materialEditor, props);
            materialEditor.ShaderProperty(showRenderQueue, new GUIContent("RenderQueue(uneditable,controlled by Priority)"));
            materialEditor.ShaderProperty(outlineCol, new GUIContent("OutlineColor"));
            materialEditor.ShaderProperty(outlineFactor, new GUIContent("OutlineFactor"));
        }
      }
    }

最后附一个鼠标悬停触发物体高亮的脚本：

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在这里插入代码片

LWRP与URP的shader/shaderGUI脚本都是通用的，只需要把出现Lightweight Render Pipeline的地方替换Universal Render Pipeline即可。

待学习：
https://unity.cn/projects/unity-hdrp-custom-pass-post-processing-hou-chu-li-te-xiao-xue-xi-yi-zong-jie
Unity HDRP Custom Pass (Post processing) 后处理特效学习（一）总结，文字版，
主要介绍如何获取各种延迟渲染的缓冲数据。
比起之前发的文字版，进行了更新,补充了很多内容和图，如果对这个感兴趣的务必重新看一下。

https://unity.cn/projects/unity-hdrp-custom-pass-post-processing-hou-chu-li-te-xiao-xue-xi-er-zong-jie
Unity HDRP Custom Pass (Post processing) 后处理特效学习（二）总结，文字版，
主要介绍如何使用ddx、ddy进行勾边，，如何手动计算进行勾边。
比起视频，补充了很多内容和图。比如说补充了为什么ddx、ddy计算出来的勾边会断线，是GPU是如何计算的。

URP也可以做后处理，用RendererFeature，但是URP的后处理，你就没有GBuffer的数据了，那你只能从别的方面着手。就像官方的RendererFeature例子里的就有一个SobelFilter的勾边处理。
https://github.com/Unity-Technologies/UniversalRenderingExamples