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探索Unity Shader景深设置：如何轻松打造逼真视觉效果

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在Unity中，Shader是创建高质量视觉效果的关键。景深（Depth of Field，简称DOF）是模拟真实摄影中的一种视觉效果，通过模糊前景和背景来强调主体，使得画面更具层次感和真实感。本文将带你探索Unity Shader中的景深设置，让你轻松打造逼真的视觉效果。

景深原理

在真实世界中，人的眼睛具有自动调节焦距的能力，从而能够在不同距离的物体上获得清晰的成像。景深则是描述了眼睛可以清晰成像的距离范围。在Unity中，我们通过模拟这一原理，为场景中的物体设置不同的清晰度和模糊度，从而实现景深效果。

景深Shader实现

Unity提供了多种实现景深效果的方法，以下将介绍几种常见的景深Shader技术：

1. 简单景深Shader

这种Shader实现方法简单，通过计算物体与摄像机的距离，对超出景深范围的物体进行模糊处理。

Shader "Custom/SimpleDepthOfField"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _FocusDistance ("Focus Distance", Float) = 5.0
        _FocalLength ("Focal Length", Float) = 50.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float distance : TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float _FocusDistance;
            float _FocalLength;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                o.distance = length(v.vertex.z * _FocalLength / v.vertex.w - _FocusDistance);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                if (i.distance < 0.1)
                {
                    col.rgb *= 1.2; // 超出景深范围，增加颜色饱和度
                }
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

2. 双线性景深Shader

双线性景深Shader在简单景深Shader的基础上，通过插值处理，使得模糊效果更加平滑。

Shader "Custom/BilinearDepthOfField"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _FocusDistance ("Focus Distance", Float) = 5.0
        _FocalLength ("Focal Length", Float) = 50.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float2 screenUV : TEXCOORD1;
                float distance : TEXCOORD2;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float _FocusDistance;
            float _FocalLength;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                o.screenUV = UnityObjectToScreen(v.vertex);
                o.distance = length(v.vertex.z * _FocalLength / v.vertex.w - _FocusDistance);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float2 uv = lerp(i.uv, i.screenUV, saturate((i.distance - 0.1) * 10.0));
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, uv);
                if (i.distance < 0.1)
                {
                    col.rgb *= 1.2; // 超出景深范围，增加颜色饱和度
                }
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

3. 基于深度纹理的景深Shader

基于深度纹理的景深Shader可以更真实地模拟景深效果，同时支持硬件加速。

Shader "Custom/DepthBasedDepthOfField"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _DepthTex ("Depth Texture", 2D) = "white" {}
        _FocusDistance ("Focus Distance", Float) = 5.0
        _FocalLength ("Focal Length", Float) = 50.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float depth : TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _MainTex;
            sampler2D _DepthTex;
            float _FocusDistance;
            float _FocalLength;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                o.depth = tex2D(_DepthTex, o.uv).r;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float depth = i.depth;
                float2 uv = i.uv;
                float4 col = tex2D(_MainTex, uv);
                float distance = length(i.vertex.z * _FocalLength / i.vertex.w - _FocusDistance);
                if (distance < 0.1)
                {
                    col.rgb *= 1.2; // 超出景深范围，增加颜色饱和度
                }
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

总结

通过本文的介绍，相信你已经掌握了Unity Shader中景深设置的技巧。在实际项目中，你可以根据自己的需求选择合适的景深Shader，并调整相关参数，从而打造出逼真的视觉效果。希望这些知识能帮助你创作出更多精彩的作品！

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