Learn ComputeShader 01 First Computer Shader
使用Unity版本：2019.4.12f1
整体流程：
1添加一个quad object并添加一个无光照材质
2.相机投影模式设置为正交
3.调整quad使其完全显示在相机内
4.创建脚本并且声明相关变量
5.创建一个compute shader并将修改后的纹理设置到材质上
前三步完成以后结果应该是这样的：
第四步： 创建脚本并且声明相关变量
创建脚本并且命名为 FirstComputeShader
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class FirstComputeShader : MonoBehaviour
{
public ComputeShader shader;
public int texResolution = 256;
Renderer rend;
RenderTexture outputTexture;
int kernoHandle;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
outputTexture = new RenderTexture(texResolution, texResolution, 0);//创建一个颜色纹理，第三个参数0表示不需要深度信息
outputTexture.enableRandomWrite = true;//允许compute shader 去修改纹理
outputTexture.Create();
rend = GetComponent<Renderer>();//确保渲染器组件已经启用
rend.enabled = true;
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
}
}
cs
outputTexture = new RenderTexture(texResolution, texResolution, 0);
- 第一个参数：渲染纹理的宽度（像素数）。
- 第二个参数：渲染纹理的高度（像素数）。
- 第三个参数：深度缓冲区的位数（0、16 或 24）。0表示不需要深度信息
下面一行代码启用纹理的写入
另外说下Render.Create()函数，引用下unity官方文档的解释。
也就是说创建实例的时候并不会创建纹理，只有在active状态的时候或者调用create函数的时候才会创建纹理（active状态比如纹理设置为相机的目标纹理或者被设置为渲染目标）
接下来把脚本附加给quad
第五步：创建一个compute shader并将修改后的纹理设置到材质上
创建一个compute shader附加到脚本上。
compute shader 是使用hlsl编写的一种着色器。
一个compute shader包含一个或者多个kernel。每个Kernel都可以通过mono behaviour 脚本调用，通过使用computeshader的dispatch方法。
一个默认的compute shader包含了以下内容：
// Each #kernel tells which function to compile; you can have many kernels
#pragma kernel CSMain
// Create a RenderTexture with enableRandomWrite flag and set it
// with cs.SetTexture
RWTexture2D<float4> Result;
[numthreads(8,8,1)]
void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
// TODO: insert actual code here!
Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
}
每个kernel都需要一个pragma声明，然后是要调用的函数的名称。每个kernel一般都采用一个相同的参数unit3，后面跟着参数的语义，说明参数的用途
接下来是声明一个纹理变量，这个纹理允许读和写每一个像素值
接下来这句话
[numthreads(8,8,1)]
说明了一个线程组（Thread Group）中可以被执行的线程（Thread）总数量。 一共是881=64个线程
线程组ID是（0，0，0）对应的id.xy应该是下面这样的，这个时候id.x和y指向纹理的左下角,多线程在左下角处理一个8*8的像素
当线程组ID是（1，0，0）时
当线程组ID是（0，1，0）的时候
前面已经说过，每个线程组会有64个线程分别处理64（88）个像素， 如果我们要绘制一个256256分辨率的纹理，就分别需要（256/8，256/8）个线程组
这里就要说下ComputeShader.Dispatch这个函数了，也就是帮我们分配并且启动线程组的函数。
引用下unity官方文档的解释：
另外这三个参数必须都不为0计算着色器才会正常工作，也就是说z至少为1才可以。
比如说x，y，z分别是（4，2，3），那么每个线程组都会被调用，一共调用423=24次
如果x，y，z分别是（4，2，1），那么每个线程组都会被调用，一共调用421=8次
如果在某个维度上指定线程组数量为0，就意味着在该维度上没有线程组进行计算，这将导致计算着色器无法执行任何计算任务。因此，至少需要一个线程组来确保计算着色器能够执行并发计算任务。
那么接下来完善我们的c#脚本：
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.U))
{
DispatchShader(texResolution / 8, texResolution / 8);
}
}
private void InitShader()
{
kernoHandle = shader.FindKernel("CSMain");
shader.SetTexture(kernoHandle, "Result", outputTexture);
rend.material.SetTexture("_MainTex", outputTexture);
DispatchShader(texResolution / 16, texResolution / 16);
}
private void DispatchShader(int x, int y)
{
shader.Dispatch(kernoHandle, x, y, 1);
}
cs
默认使用一半的线程组绘制的结果：
确实x和y方向都只绘制了一半的像素
正常绘制以后的结果：
完整代码：
FirstComputeShader.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class FirstComputeShader : MonoBehaviour
{
public ComputeShader shader;
public int texResolution = 256;
Renderer rend;
RenderTexture outputTexture;
int kernoHandle;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
outputTexture = new RenderTexture(texResolution, texResolution, 0);//创建一个颜色纹理，第三个参数0表示不需要深度信息
outputTexture.enableRandomWrite = true;//允许compute shader 去修改纹理
outputTexture.Create();
rend = GetComponent<Renderer>();//确保渲染器组件已经启用
rend.enabled = true;
InitShader();
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.U))
{
DispatchShader(texResolution / 8, texResolution / 8);
}
}
private void InitShader()
{
kernoHandle = shader.FindKernel("CSMain");
shader.SetTexture(kernoHandle, "Result", outputTexture);
rend.material.SetTexture("_MainTex", outputTexture);
DispatchShader(texResolution / 16, texResolution / 16);
}
private void DispatchShader(int x, int y)
{
shader.Dispatch(kernoHandle, x, y, 1);
}
}
cs
FirstComputeShader.compute
// Each #kernel tells which function to compile; you can have many kernels
#pragma kernel CSMain
// Create a RenderTexture with enableRandomWrite flag and set it
// with cs.SetTexture
RWTexture2D<float4> Result;
[numthreads(8,8,1)]
void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
// TODO: insert actual code here!
Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
}
cs
