Unity中的屏幕坐标：ComputeScreenPos/VPOS/WPOS

【Unity中的屏幕坐标：ComputeScreenPos/VPOS/WPOS】

1、通过 VPOS / WPOS 语义获取。

　　VPOS 是 HLSL 中 对 屏幕 坐标 的 语义， 而 WPOS 是 Cg 中 对 屏幕 坐标 的 语义。

　　　　

　　上面的Shader，得到的效果如图：

　　　　

　　

　　VPOS/ WPOS 的 z 分量 范围是[ 0, 1]， 在 摄像机 的 近 裁剪 平面 处， z 值 为 0， 在 远 裁剪 平面 处， z 值 为 1。　　

　　对于 w 分量， 我们 需要 考虑 摄像机 的 投影 类型。 如果 使 用的 是 透视 投影， 那么 w 分量 的 范围是 [1/Near, 1/Far]， Near 和 Far 对应 了 在 Camera 组件 中 设置 的 近 裁剪 平面 和 远 裁剪 平面 距离 摄像机 的 远近； 如果 使 用的 是 正交 投影， 那么 w 分量 的 值 恒 为 1。

2、通过 ComputeScreenPos 获取。

　　这个函数在 UnityCG.cginc 里被定义。

　   首先 在 顶点 着色 器 中将 ComputeScreenPos 的 结果 保存 在 输出 结构 体中。

　　然后 在 片 元 着色 器 中进 行 一个 齐 次 除法 运算 后 得到 视 口 空间 下 的 坐标。

　　

　　

　　

　　视 口 空间 中的 坐标， 公式 如下：

　　　　

　　

　　上面 公式 的 思想 就是， 首先 对 裁剪 空间 下 的 坐标 进行 齐 次 除法， 得到 范围 在[ − 1, 1] 的 NDC， 然后 再将 其 映射 到 范围 在[ 0, 1] 的 视 口 空间 下 的 坐标。

　　　　

　　

　　ComputeScreenPos 的 输入 参数 pos 是 经过 MVP 矩阵 变换 后 在 裁剪 空间 中的 顶点 坐标。 UNITY_ HALF_ TEXEL_ OFFSET 是 Unity 在 某些 DirectX 平台 上 使 用的 宏， 在这里 我们 可以 忽略 它。 这样， 我们 可以 只 关注# else 的 部分。_ ProjectionParams. x 在 默认 情况下 是 1（ 如果 我们 使用 了 一个 翻转 的 投影 矩阵 的 话 就是 − 1， 但这 种 情况 很 少见）。

　　

参考：

1、《Unity Shader 入门精要》- 4.9.3