深入理解Post-processing

一、介紹

Post-processing是指對渲染完畢的畫面進行處理，以改善其質量或添加特效。Post-processing是遊戲中圖像處理中很重要的部分，它可以讓遊戲場景更加真實、更具觀賞性。

二、圖像處理特效

圖像處理特效是一種能夠改變圖像視覺效果的技術手段。在post-processing中，常見的圖像處理特效包括：

1、HDR(High Dynamic Range)：高動態範圍。HDR能夠讓畫面更加真實、明亮，增強圖像細節。在實現上，HDR需要先渲染出多個不同曝光的場景，再將它們合併成一張圖像。在Unity中，可以使用HDRP(High Definition Render Pipeline)實現HDR效果。

public void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
{
    Graphics.Blit(source, destination, hdrMaterial);
}

2、Bloom：泛光效果。Bloom能夠讓畫面更加柔和、明亮，突出亮色的部分。在實現上，Bloom通常需要先將亮色部分分離出來，再進行模糊處理，最後將模糊後的結果與原圖像合併。在Unity中，可以使用Post-processing Stack v2實現Bloom效果。

Bloom bloomLayer = stack.Layers[o] as Bloom;
if (bloomLayer != null)
{
    // Apply bloom
    bloomLayer.intensity.value = 0.5f;
    bloomLayer.threshold.value = 0.15f;
    bloomLayer.softKnee.value = 0.5f;
    bloomLayer.radius.value = 2f;
}

3、SSAO(Screen Space Ambient Occlusion)：屏幕空間環境光遮蔽。SSAO能夠讓畫面更加真實，突出局部陰影。在實現上，SSAO需要通過射線算法檢測場景中物體之間的遮擋關係，計算出每個像素點受到的遮擋程度。在Unity中，可以使用HDRP實現SSAO效果。

void Render()
{
    RenderTexture occlusionTexture, blurTexture;
    // Rendering SSAO texture
    occlusionTexture = RenderTexture.GetTemporary(width, height, 0, RenderTextureFormat.R8);

    Graphics.Blit(null, occlusionTexture, ssaoMaterial);

    // Blurring
    blurTexture = RenderTexture.GetTemporary(width, height, 0, RenderTextureFormat.R8);

    Graphics.Blit(occlusionTexture, blurTexture, blurMaterial);

    // Applying SSAO
    Graphics.Blit(blurTexture, null, ssaoBlendMaterial);

    RenderTexture.ReleaseTemporary(occlusionTexture);
    RenderTexture.ReleaseTemporary(blurTexture);
}

三、後處理渲染

後處理渲染是指在渲染流程中加入post-processing處理的過程。在Unity中，後處理渲染一般分為兩種方式：

1、OnRenderImage()：在每一幀渲染結束後調用一次。一般只適用於簡單的後處理效果。

public void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
{
    Graphics.Blit(source, destination, postMaterial);
}

2、Command Buffer：通過創建Command Buffer來插入自定義命令，可以用於實現複雜的後處理渲染效果。

void OnPreRender()
{
    // Create command buffer
    CommandBuffer cmd = new CommandBuffer();
    int screenCopyID = Shader.PropertyToID("_ScreenCopyTexture");
    cmd.GetTemporaryRT(screenCopyID, -1, -1, 0, FilterMode.Bilinear);
    cmd.Blit(BuiltinRenderTextureType.CameraTarget, screenCopyID);

    // Blurring
    int blurredID = Shader.PropertyToID("_Temp1");
    cmd.GetTemporaryRT(blurredID, -2, -2, 0, FilterMode.Bilinear);
    cmd.SetGlobalFloat("_BlurOffset", blurOffset);
    cmd.SetGlobalFloat("_BlurTexelSize", 1.0f / Screen.height);
    cmd.Blit(screenCopyID, blurredID, blurMaterial);

    // Applying post-processing
    cmd.SetGlobalTexture("_BlurTexture", blurredID);
    cmd.Blit(null, BuiltinRenderTextureType.CameraTarget, postMaterial);
    cmd.ReleaseTemporaryRT(screenCopyID);
    cmd.ReleaseTemporaryRT(blurredID);
    commandBuffer = cmd;
}

void OnRenderObject()
{
    Graphics.ExecuteCommandBuffer(commandBuffer);
}

四、結語

通過本文的介紹，相信大家已經對post-processing有了更深入的理解。post-processing雖然是遊戲圖像處理中的一小部分，但在遊戲中卻扮演着非常重要的角色。想要實現遊戲中高質量的圖像效果，post-processing是不可或缺的技術手段。