【Unity3D】调整屏幕亮度、饱和度、对比度

拼搏现实的明天。 2024-03-23 21:46 93阅读 0赞

#### 1 屏幕后处理流程 ####

调整屏幕亮度、饱和度、对比度，需要使用到屏幕后处理技术。因此，本文将先介绍屏幕后处理流程，再介绍调整屏幕亮度、饱和度、对比度的实现。

本文完整资源见→[Unity3D调整屏幕亮度、饱和度、对比度][Unity3D]。

屏幕后处理即：渲染完所有对象后，得到一张屏幕图像，对该屏幕图像进一步处理的过程称为屏幕后处理。屏幕后处理一般在 [MonoBehaviour 生命周期][MonoBehaviour] 的 OnRenderImage 方法中进行，如下，src 是渲染完所有对象后的屏幕图像，dest 是经屏幕后处理得到的目标图像。如果用户想在不透明的 Pass 执行完毕后立即调用 OnRenderImage 方法，可以在 OnRenderImage 方法前面加上 \[ImageEffectOpaque\] 标签。

// [ImageEffectOpaque] // 在不透明的Pass执行完毕后立即调用OnRenderImage方法
    void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)

在 OnRenderImage 方法里，通常使用 Graphics.Blit 方法完成对纹理的处理，如下是常用的 Bilt 方法，source 是源纹理，dest 是目标纹理，mat 是进行屏幕后处理的材质，用户可以在该材质绑定的 Shader 中实现屏幕后处理特效。注意，屏幕后处理的 Shader 中必须包含名为 "\_MainTex" 的纹理属性，用户在调用 Graphics.Blit 方法时会自动将 source 赋值给 Shader 中的 \_MainTex 属性。

public static void Blit(Texture source, RenderTexture dest)
    public static void Blit(Texture source, RenderTexture dest, Material mat, [Internal.DefaultValue("-1")] int pass)
    public static void Blit(Texture source, Material mat, [Internal.DefaultValue("-1")] int pass)

另外，用户通过 CommandBuffer.DrawRenderer 和 Graphics.ExecuteCommandBuffer 也可以实现 Graphics.Blit 效果，详见案例：[选中物体描边特效][Link 1]，主要流程如下：

CommandBuffer commandBuffer = new CommandBuffer();
    RenderTexture tempTex = RenderTexture.GetTemporary(Screen.width, Screen.height, 0);
    commandBuffer.SetRenderTarget(tempTex);
    commandBuffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear); // 设置模板清屏颜色为(0,0,0,0)
    commandBuffer.DrawRenderer(renderer, effectMaterial); // renderer是物体的Render组件, effectMaterial是特效材质
    Graphics.ExecuteCommandBuffer(commandBuffer);
    // use tempTex
    RenderTexture.ReleaseTemporary(tempTex); // 使用完tempTex后, 需要释放掉

在 Shader 中，用户也可以通过 GrabPass 抓取屏幕图像，详见案例：[反射和折射][Link 2]。

#### 2 亮度、饱和度、对比度 ####

**1）亮度**

亮度表示颜色的明暗程度，亮度越高，颜色越亮，灰度值也越高。

**2）饱和度**

饱和度指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分（灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。纯的颜色都是高度饱和的，如鲜红，鲜绿。混杂上白色，灰色或其他色调的颜色，是不饱和的颜色，如绛紫，粉红，黄褐等。完全不饱和的颜色根本没有色调，如黑白之间的各种灰色。

**3）对比度**

对比度指一幅图像灰度反差的大小，即最大亮度与最小亮度之比。对比度越大，不同颜色之间的反差越大，黑白分明，对比度过大，图像会显得刺眼；对比度越小，不同颜色之间的反差越小，对比度过小，画面会显得灰蒙蒙。

#### 3 代码实现 ####

BrigSatuCont.cs

using UnityEngine;
    
    [ExecuteInEditMode] // 编辑态可以查看脚本运行效果
    [RequireComponent(typeof(Camera))] // 需要相机组件
    public class BrigSatuCont : MonoBehaviour {
        [Range(0.1f, 3.0f)]
        public float brightness = 1.0f; // 亮度
        [Range(0.1f, 3.0f)]
        public float saturation = 1.0f; // 饱和度
        [Range(0.1f, 3.0f)]
        public float contrast = 1.0f; // 对比度
        private Material material; // 材质
    
        private void Start() {
            material = new Material(Shader.Find("MyShader/BrightnessSaturationContrast"));
            material.hideFlags = HideFlags.DontSave;
        }
    
        //[ImageEffectOpaque] // 在不透明的Pass执行完毕后立即调用OnRenderImage方法
        void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) {
            if (material != null) {
                material.SetFloat("_Brightness", brightness); // 设置亮度
                material.SetFloat("_Saturation", saturation); // 设置饱和度
                material.SetFloat("_Contrast", contrast); // 设置对比度
                Graphics.Blit(src, dest, material);
            } else {
                Graphics.Blit(src, dest);
            }
        }
    }

BrigSatuCont.Shader

Shader "MyShader/BrightnessSaturationContrast" { // 调整亮度、饱和度、对比度
        Properties {
            _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} // 主纹理
            _Brightness ("Brightness", Float) = 1 // 亮度
            _Saturation("Saturation", Float) = 1 // 饱和度
            _Contrast("Contrast", Float) = 1 // 对比度
        }
    
        SubShader {
            Pass {
                // 深度测试始终通过, 关闭深度写入
                ZTest Always ZWrite Off
                
                CGPROGRAM 
                #pragma vertex vert_img // 使用内置的vert_img顶点着色器
                #pragma fragment frag 
                #include "UnityCG.cginc"
    
                sampler2D _MainTex; // 主纹理
                half _Brightness; // 亮度
                half _Saturation; // 饱和度
                half _Contrast; // 对比度
            
                fixed4 frag(v2f_img i) : SV_Target { // v2f_img为内置结构体, 里面只包含pos和uv
                    fixed4 tex = tex2D(_MainTex, i.uv); // 纹理采样
                    fixed3 finalColor = tex.rgb * _Brightness; // 应用亮度_Brightness
                    fixed luminance = 0.2125 * tex.r + 0.7154 * tex.g + 0.0721 * tex.b; // 计算亮度
                    fixed3 luminanceColor = fixed3(luminance, luminance, luminance); // 饱和度为0、亮度为luminance的颜色
                    finalColor = lerp(luminanceColor, finalColor, _Saturation); // 应用饱和度_Saturation
                    fixed3 avgColor = fixed3(0.5, 0.5, 0.5); // 饱和度为0、亮度为0.5的颜色
                    finalColor = lerp(avgColor, finalColor, _Contrast); // 应用对比度_Contrast
                    return fixed4(finalColor, tex.a);  
                }  
    
                ENDCG
            }
        }
    
        Fallback Off
    }

说明： vert\_img 是 Unity 内置的顶点着色器，v2f\_img 是 Unity 内置的结构体变量，vert\_img 和 v2f\_img 的实现见→[Shader常量、变量、结构体、函数][Shader]。

**运行效果：**

1）调整亮度

![img][]

2）调整饱和度

![img][img 1]

3）调整对比度

![img][img 2]

[Unity3D]: https://download.csdn.net/download/m0_37602827/87850025
[MonoBehaviour]: https://zhyan8.blog.csdn.net/article/details/125306948
[Link 1]: https://zhyan8.blog.csdn.net/article/details/127937019
[Link 2]: https://zhyan8.blog.csdn.net/article/details/130798799
[Shader]: https://blog.csdn.net/m0_37602827/article/details/128980596
[img]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/9772506b793f40439e488b14c93965aa.png
[img 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/4bf35382c03e4ab7bf78446257dcf8ef.png
[img 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/f748e54aa23842eab10a6430195dcbe2.png