RendererFeatureでMRT(Multiple Render Target)
- 2022.03.06
- Unity
- shader, script, post process
通常は一つのレンダーターゲットに対して描画を行います。これに対し、MRT(Multiple Render Target)では複数のレンダーターゲットへ一度に描画することができます。このMRTをRenderFeature内でCommandBufferを使用して実行します。これは、Library¥PackageCache¥com.unity.render-pipelines.universal@7.7.1¥Runtime¥PassesにあるPostProcessPass.cs内のDoGaussianDepthOfFieldで使用されています。これを参考にScriptとShaderを作成し、MRTが実行できるか確認をしました。
Shader
MRTを実行するためのShaderは以下の通りです。通常、フラグメントシェーダーの戻り値はfixed4やfloat4などのベクトル型ですが、MRT用のShaderではフラグメントシェーダーの戻り値として複数のベクトル型の変数を持つstruct使用します。このShaderではMainTexをグレースケール化した結果とグレースケールを反転した結果を出力します。
Shader "Hidden/Karakan/PostProcessing/MRT"
{
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
Cull Off ZWrite Off ZTest Always
Pass
{
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma target 3.5
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/UnityInput.hlsl"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct Varyings
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
struct output
{
float4 color0 : COLOR0;
float4 color1 : COLOR1;
};
CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
TEXTURE2D(_MainTex);
SAMPLER(sampler_MainTex);
float4 _MainTex_ST;
TEXTURE2D(_PrimaryTex);
SAMPLER(sampler_PrimaryTex);
float4 _PrimaryTex_ST;
TEXTURE2D(_SecondaryTex);
SAMPLER(sampler_SecondaryTex);
float4 _SecondaryTex_ST;
CBUFFER_END
Varyings vert (appdata v)
{
Varyings o;
o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex.xyz);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
output frag (Varyings i)
{
output o;
float4 col_main = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.uv);
float4 col_grayscale;
col_grayscale.rgb = col_main.r * 0.2126 + col_main.g * 0.7152 + col_main.b * col_main.b * 0.0722;
col_grayscale.a = col_main.a;
o.color0 = col_grayscale;
o.color1 = 1.0 - col_grayscale;
return o;
}
ENDHLSL
}
}
}
以下はMRTの結果を確認するためのShaderです。二つのテクスチャを左右に分けて表示します。
Shader "Hidden/Karakan/PostProcessing/Combine"
{
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
Cull Off ZWrite Off ZTest Always
Pass
{
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/UnityInput.hlsl"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct Varyings
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
TEXTURE2D(_PrimaryTex);
SAMPLER(sampler_PrimaryTex);
float4 _PrimaryTex_ST;
TEXTURE2D(_SecondaryTex);
SAMPLER(sampler_SecondaryTex);
float4 _SecondaryTex_ST;
CBUFFER_END
Varyings vert (appdata v)
{
Varyings o;
o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex.xyz);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _PrimaryTex);
return o;
}
float4 frag (Varyings i) : SV_Target
{
float4 col_prim = SAMPLE_TEXTURE2D(_PrimaryTex, sampler_PrimaryTex, i.uv);
float4 col_second = SAMPLE_TEXTURE2D(_SecondaryTex, sampler_SecondaryTex, i.uv);
float t = step(0.5, i.uv.x);
float4 col = col_prim * (1.0 - t) + col_second * t;
return col;
}
ENDHLSL
}
}
}
Script
Scriptは以下の通りです。
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;
public class MrtRenderPassFeature : ScriptableRendererFeature
{
class MrtRenderPass : ScriptableRenderPass
{
const string _render_tag = "MrtRenderPass";
RenderTargetIdentifier _currentTarget;
int _dest_01_id = Shader.PropertyToID("_MrtTempTexture01");
int _dest_02_id = Shader.PropertyToID("_MrtTempTexture02");
int _depth_id = Shader.PropertyToID("_MrtTempTexture03");
//shader property id
int _prop_id_main = Shader.PropertyToID("_MainTex");
int _prop_id_primary = Shader.PropertyToID("_PrimaryTex");
int _prop_id_secondary = Shader.PropertyToID("_SecondaryTex");
Material _mat_mrt, _mat_comb;
Mesh _screen_mesh;
public MrtRenderPass()
{
_mat_mrt = CreateMaterial("Hidden/Karakan/PostProcessing/MRT");
_mat_comb = CreateMaterial("Hidden/Karakan/PostProcessing/Combine");
}
Material CreateMaterial(string path)
{
Shader shader = Shader.Find(path);
if (shader == null)
{
Debug.LogError("Shader not found.");
return null;
}
Material mat = new Material(shader);
if (mat == null)
{
Debug.LogError("Material has not been created.");
return null;
}
return mat;
}
public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
{
if (_mat_mrt == null)
{
Debug.LogError("Material has not been created.");
return;
}
if (!renderingData.cameraData.postProcessEnabled) return;
CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get(_render_tag);
cmd.name = "MRT Buffer";
Render(cmd, ref renderingData);
context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
CommandBufferPool.Release(cmd);
context.Submit();
}
void Render(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData)
{
int width = renderingData.cameraData.camera.scaledPixelWidth;
int height = renderingData.cameraData.camera.scaledPixelHeight;
cmd.GetTemporaryRT(_dest_01_id, width, height, 0, FilterMode.Bilinear, RenderTextureFormat.ARGBFloat);
cmd.GetTemporaryRT(_dest_02_id, width, height, 0, FilterMode.Bilinear, RenderTextureFormat.ARGBFloat);
cmd.GetTemporaryRT(_depth_id, width, height, 0, FilterMode.Bilinear, RenderTextureFormat.ARGBFloat);
RenderTargetIdentifier[] buffers = { new RenderTargetIdentifier(_dest_01_id), new RenderTargetIdentifier(_dest_02_id) };
cmd.SetGlobalTexture(_prop_id_main, _currentTarget);
cmd.SetGlobalTexture(_prop_id_primary, _dest_01_id);
cmd.SetGlobalTexture(_prop_id_secondary, _dest_02_id);
cmd.SetViewProjectionMatrices(Matrix4x4.identity, Matrix4x4.identity); //2Dとして描画
cmd.SetViewport(renderingData.cameraData.camera.pixelRect);
cmd.SetRenderTarget(buffers, _depth_id);
cmd.DrawMesh(ScreenMesh(), Matrix4x4.identity, _mat_mrt);
cmd.SetViewProjectionMatrices(renderingData.cameraData.camera.worldToCameraMatrix, renderingData.cameraData.camera.projectionMatrix);
cmd.Blit(null, _currentTarget, _mat_comb);
cmd.ReleaseTemporaryRT(_dest_01_id);
cmd.ReleaseTemporaryRT(_dest_02_id);
cmd.ReleaseTemporaryRT(_depth_id);
}
public void Setup(in RenderTargetIdentifier currentTarget)
{
_currentTarget = currentTarget;
}
public Mesh ScreenMesh()
{
if (_screen_mesh != null) return _screen_mesh;
_screen_mesh = new Mesh { name = "Screen Mesh" };
_screen_mesh.SetVertices(new Vector3[]
{
new Vector3(-1.0f, -1.0f, 0.0f),
new Vector3(-1.0f, 1.0f, 0.0f),
new Vector3( 1.0f, -1.0f, 0.0f),
new Vector3( 1.0f, 1.0f, 0.0f),
});
_screen_mesh.SetUVs(0, new Vector2[]
{
new Vector2(0.0f, 0.0f),
new Vector2(0.0f, 1.0f),
new Vector2(1.0f, 0.0f),
new Vector2(1.0f, 1.0f),
});
_screen_mesh.SetIndices(new int[] { 0, 1, 2, 2, 1, 3 }, MeshTopology.Triangles, 0, false);
_screen_mesh.UploadMeshData(true);
return _screen_mesh;
}
}
MrtRenderPass m_ScriptablePass;
public override void Create()
{
m_ScriptablePass = new MrtRenderPass();
m_ScriptablePass.renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingTransparents;
}
public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
{
m_ScriptablePass.Setup(renderer.cameraColorTarget);
renderer.EnqueuePass(m_ScriptablePass);
}
}
以下の部分でMRTを行っています。SetRenderTargetによって複数のレンダーターゲットを設定します。そして、スクリーンに広がるメッシュをMRT用のマテリアルで描画することで複数のレンダーターゲットへ描画できます。
cmd.SetViewProjectionMatrices(Matrix4x4.identity, Matrix4x4.identity); //2Dとして描画
cmd.SetViewport(renderingData.cameraData.camera.pixelRect);
cmd.SetRenderTarget(buffers, _depth_id);
cmd.DrawMesh(ScreenMesh(), Matrix4x4.identity, _mat_mrt);
cmd.SetViewProjectionMatrices(renderingData.cameraData.camera.worldToCameraMatrix, renderingData.cameraData.camera.projectionMatrix);
実行結果
上記のScriptを実行した結果は以下の通りです。MRTによって一度に複数のレンダーターゲットに描画できていることが確認できました。

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