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。
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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。
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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。
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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。
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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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