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[SerializeField] CameraBufferSettings cameraBuffer new CameraBufferSettings() { allowHDR true, renderScale 1.0f, }; ... }1.2 Scaled Rendering在 CameraRenderer 中跟踪是否使用缩放渲染根据配置的值是否等于 1 来确定。实际上缩放太小的话比如1%基本上没什么效果因此当差异大于 1% 时才使用缩放渲染。缩放后buffer size 和摄像机组件上的 size 不同因此用 Vector2Int 类型记录下 buffer size。判定是否缩放渲染后在 PrepareForSceneWindow 中如果是 Scene Camera就关闭缩放渲染。因为 Scene 窗口是用来编辑场景的不需要缩放。缩放渲染同样需要我们渲染到中间缓冲区因此需要设置相关状态。public void Render(...) { ... useHDR cameraBufferSettings.allowHDR camera.allowHDR; // 启用缩放渲染缩放至少要达到 1% float renderScale cameraBufferSettings.renderScale; useScaledRendering renderScale 0.99f || renderScale 1.01f; if (useScaledRendering) { bufferSize.x (int)(camera.pixelWidth * renderScale); bufferSize.y (int)(camera.pixelHeight * renderScale); } else { bufferSize.x camera.pixelWidth; bufferSize.y camera.pixelHeight; } PrepareForSceneWindow(); ... } partial void PrepareForSceneWindow() { if (camera.cameraType CameraType.SceneView) { ScriptableRenderContext.EmitWorldGeometryForSceneView(camera); useScaledRendering false; } } void Setup() { ... useIntermediateBuffer useScaledRendering || useDepthTexture || useColorTexture || postFXStack.IsActive; ... }1.3 BufferSize创建 color/depth attachment buffer以及 color/depth texture 时使用记录的尺寸创建。... buffer.GetTemporaryRT(colorAttachmentId, bufferSize.x, bufferSize.y, 32, FilterMode.Bilinear, useHDR ? RenderTextureFormat.DefaultHDR : RenderTextureFormat.Default); buffer.GetTemporaryRT(depthAttachmentId, bufferSize.x, bufferSize.y, 32, FilterMode.Point, RenderTextureFormat.Depth); ... void CopyAttachments() { if(useColorTexture) { buffer.GetTemporaryRT(colorTextureId, bufferSize.x, bufferSize.y, 0, FilterMode.Bilinear, useHDR ? RenderTextureFormat.DefaultHDR : RenderTextureFormat.Default); ... if(useDepthTexture) { buffer.GetTemporaryRT(depthTextureId, bufferSize.x, bufferSize.y, 32, FilterMode.Point, RenderTextureFormat.Depth); ... }现在可以在关闭 postFX 的情况下设置 render scale并在 Game 视口放大可以清楚的看到像素的变化。降低 render scale 可以提升渲染速度降低图像质量。增大 render scale 则相反。需要注意的是当关闭 postFX 时render scale 需要专门的中间 buffer以及额外的绘制因此需要额外的工作量。重新缩放到屏幕分辨率是在 final draw 时自动完成的只是简单的双线性上采样或下采样。唯一奇怪的结果涉及 HDR 值这些值似乎破坏了插值结果。可以在高亮的黄色球上看到这样的结果稍后会加以处理。1.4 Fragment Screen UV缩放后引入了一个BUG采样颜色和深度贴图时出错了。通过粒子的扰动可以看到这些错误这是因为使用了错误的屏幕空间 UV 坐标。这是因为 Unity 向 _ScreenParams 中写入的是屏幕的分辨率而不是我们的 buffer 的尺寸。我们定义一个新的 _CameraBufferSize 来传递正确的值来解决该问题static int bufferSizeId Shader.PropertyToID(_CameraBufferSize); ... public void Render(...) { ... // 让 lighting 作为 SampleName 的子项目 buffer.BeginSample(SampleName); buffer.SetGlobalVector(bufferSizeId, new Vector4(1f/bufferSize.x, 1f/bufferSize.y, bufferSize.x, bufferSize.y)); ExecuteBuffer(); ... }在 Fragment.hlsl 声明该常量并在计算屏幕UV时使用我们传入的值。因为我们已经在CPU端计算了 buff size 的倒数因此在 shader 中改为乘法。float4 _CameraBufferSize; Fragment GetFragment(float4 positionSS) { ... f.screenUV positionSS.xy * _CameraBufferSize.xy; ... }_ScreenParams 的后2个分量存储了分辨率的倒数1这个 1 在其它一些用途下可以节省一个加法运算我们如果用该值则需要减 1。1.5 Scaled Post FX调整缩放也需要调整 post FX否则会得到意料之外的结果因此 post FX 也需要引用 buffer size将参数传递给 PostFXStack.setup 接口然后 PostFXStack 将该参数缓存下来。然后在 DoBloom 中使用 buffer size。Bloom 的效果依赖分辨率调整 render scale 会改变其结果。在迭代次数少时可以很容易的看到这种结果降低 render scale 会导致 bloom 效果范围变大增大 render scale 则范围变小。将 bloom 迭代次数设置到最大这种差异就不那么明显了但是调整缩放时导致的分辨率变化会产生闪烁的效果。特別是如果 render scale 是逐步调整的我们希望尽量保证 bloom 效果的稳定性。通过让 bloom 金字塔的底层从摄像机分辨率开始就是一个可行的办法。因此我们在 BloomSettings 中加入一个选项来忽略 render scale以避免这种不希望的效果在 DoBloom 时根据选项确定 bloom 工作的尺寸public struct BloomSettings { ... public bool ignoreRenderScale; } ... Vector2Int bufferSize; ... public void Setup(ScriptableRenderContext context, Camera camera, PostFXSettings settings, bool useHDR, Vector2Int bufferSize, CameraSettings.FinalBlendMode finalBlendMode) { this.bufferSize bufferSize; ... } ... bool DoBloom(int sourceId) { buffer.BeginSample(Bloom); var bloom settings.Bloom; int width, height; if(bloom.ignoreRenderScale) { width camera.pixelWidth; height camera.pixelHeight; } else { width bufferSize.x / 2; height bufferSize.y / 2; } ... // 绘制到结果图像 buffer.GetTemporaryRT(bloomResultId, bufferSize.x, bufferSize.y, 0, FilterMode.Bilinear, format); Draw(fromId, bloomResultId, finalPass); ... }对比下两张图上图 ingore render scale false不同 render scale 效果不同下图 ignore render scale true不同 render scale 效果基本一致。1.6 Render Scale per Camera接下来我们让每个摄像机可以设置自己的 render scale或者使用 CameraBufferSettings 中的管线全局配置。我们将相关的配置参数定义到 CameraSettings 中首先定义摄像机 render scale 配置模式包括inherit 使用全局配置multiply 摄像机参数与全局参数相乘作为 render scaleoverride 使用摄像机配置然后定义 render scale 的值。同时定义 GetRenderScale 函数以外部全局的 render scale 作为参数根据 render scale mode 返回相应的 render scale。public class CameraSettings { ... public enum RenderScaleMode { Inherit, Multiply, Override} public RenderScaleMode renderScaleMode RenderScaleMode.Inherit; [Range(0.1f,2f)] public float renderScale 1.0f; public float GetRenderScale(float rpRenderScale) { return renderScaleMode RenderScaleMode.Inherit ? rpRenderScale : renderScaleMode RenderScaleMode.Override ? renderScale : rpRenderScale * renderScale; } }在 CameraRenderer.Render 中调用上面定义的函数获得 render scale。因为函数内部可能会执行乘法使结果不在 0.1 - 2 之间因此调用 clamp 函数确保值的范围... float renderScale cameraSettings.GetRenderScale(cameraBufferSettings.renderScale); useScaledRendering renderScale 0.99f || renderScale 1.01f; if (useScaledRendering) { renderScale Mathf.Clamp(renderScale, 0.1f, 2f); bufferSize.x (int)(camera.pixelWidth * renderScale); bufferSize.y (int)(camera.pixelHeight * renderScale); } else ...如下图底下的摄像机和上面中间的摄像机render scale 分别为 0.8 和 12 Rescaling如果设置 render scale 为 1 以外的值那么所有内容都会被缩放除了最后绘制到 camera target buffer。如果没有开启 post FX则需要一个简单的 copy 来缩放回最终尺寸。如果开启了 post FX则由其 final draw 来完成回复缩放的操作。然而通过 final draw 来完成恢复缩放的操作也有一些缺点。2.1 Current Approach目前的方法有些缺点首先无论是 upscaling 或 downscaling对于亮度超过 1 的HDR颜色总是会走样。插值仅在 LDR 时是平滑的。HDR 插值的结果依然大于1看起来像是完全没有混合。例如 0 和 10 的平均值是 5在LDR中 0 和 1 的平均值是 1而不是我们期望的 0.5。通过 final pass 恢复缩放的第二个问题是 color correction 被应用在了插值过的颜色上而不是原本的颜色。这会引入异常的颜色条带。最明显的是在阴影和高光之间插值的中间色调由于将很强的颜色调整到了中间色调导致非常显眼比如下图会导致其呈红色。2.2 Rescaling in LDRHDR 粗糙的边缘以及 color correction 走样都是由于在 color correction 和 tone mapping 前进行HDR颜色插值导致的导致处理的是插值后的颜色而不是原本的颜色。因此解决方案是先执行 color correction 和 tone mapping再在 LDR 中通过一个 copy pass 恢复缩放。在 PostFXStack.shader 中增加一个 rescale pass 来完成这个步骤。该 pass 也是一个简单的 copy pass允许配置 blend mode同时增加 pass 对应的枚举值。现在有两个 final pass因此需要给 DrawFinal 增加一个参数指定用哪个 pass。Pass { Name Final Rescale Blend [_FinalSrcBlend] [_FinalDstBlend] HLSLPROGRAM #pragma target 3.5 #pragma vertex DefaultPassVertex #pragma fragment CopyPassFragment ENDHLSL }检测当没有 scale 时直接 DrawFinal。否则需要绘制两次首先获取一个匹配缩放过的分辨率的 RT 来执行 color grading and tone mapping也就是 Final Pass同时混合模式为 One Zero。然后再执行 rescale pass。void DoColorGradingAndToneMapping(int sourceId) { ... // 没有缩放直接 draw final if(bufferSize.x camera.pixelWidth) { DrawFinal(sourceId, Pass.Final); } // 有缩放现在缩放过的尺寸上进行 color grading and tone mapping然后在通过 final rescale pass 赋值到 camera target else { buffer.SetGlobalFloat(finalSrcBlendId, 1f); buffer.SetGlobalFloat(finalDstBlendId, 0f); buffer.GetTemporaryRT(finalResultId, bufferSize.x, bufferSize.y, 0, FilterMode.Bilinear, RenderTextureFormat.Default); Draw(sourceId, finalResultId, Pass.Final); DrawFinal(finalResultId, Pass.FinalRescale); buffer.ReleaseTemporaryRT(finalResultId); } buffer.ReleaseTemporaryRT(colorGradingLUTId); }现在有 render scale 时 HDR 颜色也对了color grading 也不会导致颜色条带了我们的方法仅在启用了 post FX 时有效未启用时我们假定没有 color grading 也没有 HDR因此没有上面的问题。2.3 Bicubic Sampling当 render scale 过小时图像会有色块的感觉。我们之前为 bloom 添加 bicubic 上采样选项来改善图像质量。在 rescale 时也可以用该方法来提升质量添加该 bicubicRescaling 选项到 CameraBufferSettings 中。在 PostFXStackPasses.hlsl 中添加对应的shader常量并根据该常量决定采样方式。修改 shader 中的 Rescale pass 使用该 fragmentbool _CopyBicubic; float4 FinalRescalePassFragment(Varyings intput) : SV_Target { if (_CopyBicubic) return GetSourceBicubic(input.screenUV); else return GetSource(input.screenUV); }在 PostFXStack.cs 中用参数传入 CameraBufferSettings 中的参数并同步给 shader 常量参数... buffer.SetGlobalFloat(bicubicRescalingId, bicubicRescaling ? 1f : 0f); DrawFinal(finalResultId, Pass.FinalRescale); ...2.4 Only Bicubic UpscalingBicubic rescaling 在上采样时可以提升质量但是在下采样时效果就不明显了因此将 bicubic rescaling 改为三种状态offup onlyup and down然后对相关逻辑做调整就可以了bool isBicubicRescaling bicubicRescaling CameraBufferSettings.BicubicRescalingMode.UpAndDown || (bicubicRescaling CameraBufferSettings.BicubicRescalingMode.UpOnly bufferSize.x camera.pixelWidth); buffer.SetGlobalFloat(bicubicRescalingId, isBicubicRescaling ? 1f : 0f);