深入理解Post-processing

一、介绍

Post-processing是指对渲染完毕的画面进行处理，以改善其质量或添加特效。Post-processing是游戏中图像处理中很重要的部分，它可以让游戏场景更加真实、更具观赏性。

二、图像处理特效

图像处理特效是一种能够改变图像视觉效果的技术手段。在post-processing中，常见的图像处理特效包括：

1、HDR(High Dynamic Range)：高动态范围。HDR能够让画面更加真实、明亮，增强图像细节。在实现上，HDR需要先渲染出多个不同曝光的场景，再将它们合并成一张图像。在Unity中，可以使用HDRP(High Definition Render Pipeline)实现HDR效果。

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

2、Bloom：泛光效果。Bloom能够让画面更加柔和、明亮，突出亮色的部分。在实现上，Bloom通常需要先将亮色部分分离出来，再进行模糊处理，最后将模糊后的结果与原图像合并。在Unity中，可以使用Post-processing Stack v2实现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)：屏幕空间环境光遮蔽。SSAO能够让画面更加真实，突出局部阴影。在实现上，SSAO需要通过射线算法检测场景中物体之间的遮挡关系，计算出每个像素点受到的遮挡程度。在Unity中，可以使用HDRP实现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、后处理渲染

后处理渲染是指在渲染流程中加入post-processing处理的过程。在Unity中，后处理渲染一般分为两种方式：

1、OnRenderImage()：在每一帧渲染结束后调用一次。一般只适用于简单的后处理效果。

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

2、Command Buffer：通过创建Command Buffer来插入自定义命令，可以用于实现复杂的后处理渲染效果。

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、结语

通过本文的介绍，相信大家已经对post-processing有了更深入的理解。post-processing虽然是游戏图像处理中的一小部分，但在游戏中却扮演着非常重要的角色。想要实现游戏中高质量的图像效果，post-processing是不可或缺的技术手段。