Unity中URP下统一不同平台下的z值

文章目录

• 前言
• [一、ComputeFogFactor 来计算雾效混合因子](#一、ComputeFogFactor 来计算雾效混合因子)
• [二、UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE 来统一计算不同平台下的Z值](#二、UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE 来统一计算不同平台下的Z值)
• • 1、DirectX平台
  • 2、GL平台下（在Unity.2022.LTS下，该功能没有完善))
  • 3、Opengl下

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前言

在之前的文章中，我们实现了URP下的雾效。

• Unity中URP下的添加雾效支持

我们在这篇文章中，看一下Unity在URP下，计算雾效因子时是怎么统一Z值的。

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一、ComputeFogFactor 来计算雾效混合因子

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二、UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE 来统一计算不同平台下的Z值

• UNITY_REVERSED_Z(DX类平台都为1，其他平台都为0)
• UNITY_UV_STARTS_AT_TOP(DX类平台都为1，其他平台都为0)
  （这个的作用应该是防止出现什么奇怪的平台时，对传入的Z值不做处理）

1、DirectX平台

• 我们看一下反转过Z值的类DirectX平台，在处理雾效因子时，Z值是怎么处理的。
• [near, 0] -> remapping to [0, far]

//D3d with reversed Z => z clip range is [near, 0] -> remapping to [0, far]

//max is required to protect ourselves from near plane not being correct/meaningful in case of oblique matrices.

#define UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE(coord) max(((1.0-(coord)/_ProjectionParams.y)*_ProjectionParams.z),0)

n ≤ z ≤ 0 n \leq z \leq0 n≤z≤0

n − n ≤ z − n ≤ 0 − n n - n \leq z - n\leq0 - n n−n≤z−n≤0−n

0 ≤ z − n ≤ − n 0 \leq z - n\leq- n 0≤z−n≤−n

0 ≤ ( z − n ) 1 − n ≤ − n 1 − n 0 \leq (z - n)\frac{1}{-n}\leq- n\frac{1}{-n} 0≤(z−n)−n1≤−n−n1

0 ≤ z − n − n ≤ 1 0 \leq \frac{z - n}{-n}\leq1 0≤−nz−n≤1

0 ≤ z − n − n f ≤ f 0 \leq \frac{z - n}{-n}f\leq f 0≤−nz−nf≤f

0 ≤ n − z n f ≤ f 0 \leq \frac{n - z}{n}f\leq f 0≤nn−zf≤f

0 ≤ ( n n − x n ) f ≤ f 0 \leq (\frac{n}{n}-\frac{x}{n})f\leq f 0≤(nn−nx)f≤f

0 ≤ ( 1 − x n ) f ≤ f 0 \leq (1-\frac{x}{n})f\leq f 0≤(1−nx)f≤f

• 最后得出的公式是和我们Unity中使用的公式是一致的
  0 ≤ ( 1 − x n ) f ≤ f 0 \leq (1-\frac{x}{n})f\leq f 0≤(1−nx)f≤f

max(((1.0-(coord)/_ProjectionParams.y)*_ProjectionParams.z),0)

• _ProjectionParams在Unity中的定义
  

2、GL平台下（在Unity.2022.LTS下，该功能没有完善)

• 在GL平台下，我们也需要对Z值进行重映射
• [near, -far] -> remapping to [0, far]

//GL with reversed z => z clip range is [near, -far] -> remapping to [0, far]

#define UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE(coord) max((coord - _ProjectionParams.y)/(-_ProjectionParams.z-_ProjectionParams.y)*_ProjectionParams.z, 0)

n ≤ z ≤ − f n \leq z \leq-f n≤z≤−f

n − n ≤ z − n ≤ − f − n n -n\leq z -n \leq-f - n n−n≤z−n≤−f−n

0 ≤ z − n ≤ − f − n 0\leq z -n \leq-f - n 0≤z−n≤−f−n

0 ≤ ( z − n ) 1 − f − n ≤ − ( f + n ) 1 − f − n 0\leq (z -n) \frac{1}{-f-n}\leq-(f + n)\frac{1}{-f-n} 0≤(z−n)−f−n1≤−(f+n)−f−n1

0 ≤ z − n − f − n ≤ 1 0\leq \frac{z-n}{-f-n}\leq1 0≤−f−nz−n≤1

0 ≤ z − n − f − n f ≤ f 0\leq \frac{z-n}{-f-n}f\leq f 0≤−f−nz−nf≤f

• 最后得出的公式是和我们Unity中使用的公式是一致的
  0 ≤ z − n − f − n f ≤ f 0\leq \frac{z-n}{-f-n}f\leq f 0≤−f−nz−nf≤f

max((coord - _ProjectionParams.y)/(-_ProjectionParams.z-_ProjectionParams.y)*_ProjectionParams.z, 0)

3、Opengl下

• 在OpenGL平台下，我们
• [-near, far] -> remapping to [0, far]

//Opengl => z clip range is [-near, far] -> remapping to [0, far]

#define UNITY_Z_0_FAR_FROM_CLIPSPACE(coord) max(((coord + _ProjectionParams.y)/(_ProjectionParams.z+_ProjectionParams.y))*_ProjectionParams.z, 0)

− n ≤ z ≤ f -n \leq z \leq f −n≤z≤f

− n + n ≤ z + n ≤ f + n -n +n \leq z+n \leq f+n −n+n≤z+n≤f+n

0 ≤ z + n ≤ f + n 0\leq z+n \leq f+n 0≤z+n≤f+n

0 ≤ z + n 1 f + n ≤ ( f + n ) 1 f + n 0\leq z+n\frac{1}{f+n}\leq (f+n)\frac{1}{f+n} 0≤z+nf+n1≤(f+n)f+n1

0 ≤ ( z + n ) 1 f + n ≤ 1 0\leq (z+n)\frac{1}{f+n}\leq 1 0≤(z+n)f+n1≤1

0 ≤ ( z + n ) 1 f + n f ≤ f 0\leq (z+n)\frac{1}{f+n}f\leq f 0≤(z+n)f+n1f≤f

• 最后得出的公式是和我们Unity中使用的公式是一致的
  0 ≤ ( z + n ) 1 f + n f ≤ f 0\leq (z+n)\frac{1}{f+n}f\leq f 0≤(z+n)f+n1f≤f

max(((coord + _ProjectionParams.y)/(_ProjectionParams.z+_ProjectionParams.y))*_ProjectionParams.z, 0)