（转）GrabPass捕捉屏幕纹理

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_89d90b7c0102va4m.html

最近在看热扭曲效果，里面用到了GrabPass。

之前看过官方翻译版本的说明http://blog.sina.com.cn/s/blog_89d90b7c01019run.html

但是还是无法理解GrabPass{}是捕捉物体后面的屏幕纹理，还是整个屏幕的纹理，至于为什么，可以看下面的例子，如果你知道原因求分享。。。

1.固定管线版本：

Shader "Custom/Grab" {
 Properties {
  //_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
 }
 SubShader {
  // 在所有不透明对象之后绘制自己，更加靠近屏幕
  Tags { "Queue" = "Transparent" }
  // 通道1：捕捉对象之后的屏幕内容放到_GrabTexture纹理中
  GrabPass{}
  // 通道2：设置材质
  Pass{
   // 使用上面产生的纹理，进行颜色反相(1-原材质色)
   SetTexture[_GrabTexture]{combine one-texture}
  }
 }
 FallBack "Diffuse"
}

效果如下，它是取模型背后的屏幕纹理：

2.顶点，片段版本：

Shader "Custom/GrabAllVF" {
 Properties {
  //_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
 }
 SubShader {
  // 在所有不透明对象之后绘制自己，更加靠近屏幕
  Tags{"Queue"="Transparent"}
  // 通道1：捕捉屏幕内容放到_GrabTexture纹理中
  GrabPass{}
  // 通道2：设置材质
  Pass{
   Name "pass2"
   CGPROGRAM
   #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
   #include "UnityCG.cginc"

   sampler2D _GrabTexture;
   float4 _GrabTexture_ST;
   // 片段程序的输入
   struct v2f {
                float4  pos : POSITION;
                float2  uv : TEXCOORD0;
            };
   v2f vert (appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
    o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _GrabTexture);
                return o;
            }
   float4 frag (v2f i) : COLOR
            {
    half4 texCol = tex2D(_GrabTexture, float2(-i.uv.x , -i.uv.y));
    // 颜色反相，便于观察效果
                return  - texCol;
            }
   ENDCG
  }
 }
 FallBack "Diffuse"
}

效果如下：取到的是全屏的纹理：

1和2为什么取到的屏幕纹理不一样呢？

3.使用vf的方式，只获取物体后面的屏幕纹理，后面的扭曲效果会用到此方式，代码如下：

Shader "Custom/GrabVF" {
 Properties {
  //_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
 }
 SubShader {
  // 在所有不透明对象之后绘制自己，更加靠近屏幕
  Tags{"Queue"="Transparent"}
  // 通道1：捕捉对象之后的屏幕内容放到_GrabTexture纹理中
  GrabPass{}
  // 通道2：设置材质
  Pass{
   Name "pass2"
   CGPROGRAM
   #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
   #include "UnityCG.cginc"

   sampler2D _GrabTexture;
   float4 _GrabTexture_ST;
   struct v2f {
                float4  pos : POSITION; // 输入的模型空间中，顶点坐标信息
                float4  uv : TEXCOORD0; // 材质信息也包含了xyzw，通常只用xy，但是这里由顶点生成
            };
   v2f vert (appdata_base v)
            {
                v2f o;
    // 从模型坐标-世界坐标-视坐标-（视觉平截体乘以投影矩阵并进行透视除法）-剪裁坐标
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
    // 【自动生成纹理】通过输出的pos计算的纹理信息
    // 【解决平台差异】D3D原点在顶部（本机需要让y缩放乘以-1），openGL在底部
                #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
    float scale = -1.0;
    #else
    float scale = 1.0;
    #endif
    // pos的范围是【-1,1】+1为【0,2】，乘以0.5变成uv的范围【0,1】
    // 不清楚为什么这样写，但是标准的写法就是这样
    o.uv.xy = (float2(o.pos.x, o.pos.y*scale) + o.pos.w) * 0.5;
    o.uv.zw = o.pos.zw;
                return o;
            }
   float4 frag (v2f i) : COLOR
            {
    // 对_GrabTexture纹理进行取样，进行2D纹理映射查找，后面传入的一定要四元纹理坐标。
    // UNITY_PROJ_COORD传入四元纹理坐标用于给tex2Dproj读取，但是多数平台上，返回一样的值。
    // 【自动生成的纹理UV】类型是float4，使用如下方式进行2D纹理映射查找
    //half4 texCol = tex2Dproj(_GrabTexture, UNITY_PROJ_COORD(i.uv));

    // 也可以使用tex2D进行采样，但是【自动生成的纹理UV】时必须要除以w转为齐次坐标
    float last_x = i.uv.x / i.uv.w;
    float last_y = i.uv.y / i.uv.w;
    half4 texCol = tex2D(_GrabTexture, float2(last_x, last_y));
    // 颜色反相，便于观察效果
                return  - texCol;
            }
   ENDCG
  }
 }
 FallBack "Diffuse"
}

没法一口吃个大胖子，学到这里才发现底层渲染原理很多都不了解，还的再仔细看看基础知识才行啊。

注：

补充于2015年1月4日，来自一位网友的提示。

2中的确是将屏幕的纹理赋值到样本对象GrabTexture上，所以前面的模型显示整个屏幕的纹理是正常现象。

3中是计算该模型顶点在屏幕坐标的纹理信息，unity封装的UnityCG.cginc代码中有：

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;
      o.zw = pos.zw;
      return o;
    }

与3中给o.uv赋值的代码是一样的。所以在顶点程序中可以这样写：

 v2f vert (appdata_base v)
    {
     v2f o;
     // 从模型坐标-世界坐标-视坐标-（视觉平截体乘以投影矩阵并进行透视除法）-剪裁坐标
     o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
     //o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _GrabTexture);// UV纹理坐标集信息来自屏幕样本对象

     float4 screenUV = ComputeGrabScreenPos(o.pos);//计算该模型顶点在屏幕坐标的纹理信息
     o.uv = screenUV.xy/screenUV.w;
     return o;
    }

嘿嘿，以后我们就可以不用再写这段代码了，直接用unity提供的函数ComputeGrabScreenPos，方便！

获取屏幕的纹理，还可以通过摄像机，将渲染的内容写到RenderTexture中，这样就可以不使用grabpass，一样达到获取屏幕纹理的目标，grabpass比较耗（官方说的，不过我在pc上创建了5000个对象进行测试，没发现太大差异，手机上没测过），在手机上比较适合这种方式。实现代码如下：

public class ScreenTexture : MonoBehaviour
{
    public Camera m_camera;          // 和主摄像机参数一样的拍照摄像机
    private RenderTexture m_tex;    // 摄像机渲染的材质
    public Material mat;            // 要控制的材质

    void Start()
    {
        m_tex = new RenderTexture(Screen.width, Screen.height, );
        m_camera.targetTexture = m_tex;
    }

    void OnPreCull()
    {
        mat.SetTexture("_MainTex", m_tex);   // 给shader的主材质赋值，为屏幕纹理
    }
    void OnPostRender()
    {
        mat.SetTexture("_MainTex", null);
    }
}