第基于Unity實現(xiàn)2D邊緣檢測目錄一、ShaderLab1.Alpha值邊緣檢測2.卷積邊緣檢測二、ShaderGraph

一、ShaderLab

1.Alpha值邊緣檢測

根據(jù)圖片的Alpha值邊緣判定，向內(nèi)擴一段距離做邊緣，顏色設置未描邊顏色；

片元著色階段，向上下左右四個方向做檢測，有一個點的透明度為0，判定為邊緣；

Shader"2DOutline"

Properties

_MainTex("Texture",2D)="white"{}

_LineWidth("Width",Range(0,0.4))=1.0

_LineColor("LineColor",color)=(1,1,1,1)

_Intensity("Intensity",Range(1,10))=1.0

SubShader

Tags{"RenderType"="Opaque""Queue"="Transparent"}

BlendSrcAlphaOneMinusSrcAlpha

Pass

CGPROGRAM

#pragmavertexvert

#pragmafragmentfrag

#include"UnityCG.cginc"

structappdata

float4vertex:POSITION;

float2uv:TEXCOORD0;

structv2f

float2uv:TEXCOORD0;

float4vertex:SV_POSITION;

sampler2D_MainTex;

float4_MainTex_ST;

fixed_LineWidth;

float4_LineColor;

fixed_Intensity;

v2fvert(appdatav)

v2fo;

o.vertex=UnityObjectToClipPos(v.vertex);

o.uv=TRANSFORM_TEX(v.uv,_MainTex);

returno;

fixed4frag(v2fi):SV_Target

fixed4col=tex2D(_MainTex,i.uv);

//采樣周圍4個點

float2up_uv=i.uv+float2(0,1)*_LineWidth*1/10*_MainTex_ST.xy;

float2down_uv=i.uv+float2(0,-1)*_LineWidth*1/10*_MainTex_ST.xy;

float2left_uv=i.uv+float2(-1,0)*_LineWidth*1/10*_MainTex_ST.xy;

float2right_uv=i.uv+float2(1,0)*_LineWidth*1/10*_MainTex_ST.xy;

//如果有一個點透明度為0說明是邊緣

floatw=tex2D(_MainTex,up_uv).a*tex2D(_MainTex,down_uv).a*tex2D(_MainTex,left_uv).a*tex2D(_MainTex,right_uv).a;

if(w==0){

col.rgb=lerp(_LineColor*_Intensity,col.rgb,w);

returncol;

ENDCG

如果圖片內(nèi)容恰好鋪滿整張圖，沒有alpha值，方法不適用；下圖底部邊緣消失了；

2.卷積邊緣檢測

在屏幕后處理階段，使用卷積做邊緣檢測；

卷積：根據(jù)像素周圍八個方向的像素的計算出新的像素值；

邊緣檢測卷積算子，都包含水平和豎直兩個方向的卷積核；

梯度公式：G=sqrt(Gx*Gx+Gy*Gy)；

考慮性能問題，使用：G=|Gx|+|Gy|;

頂點著色器計算卷積紋理采樣坐標，減少計算量（片元數(shù)量更多）；

片元著色階段Sobel卷積計算，插值獲得片元像素顏色；

Sobel計算結果和梯度Gradient比較，大于梯度和EdgeColor做插值；

屏幕后效調(diào)用OnRenderImage接口；

Shader"EdgeDetection"

Properties{

_MainTex("Base(RGB)",2D)="white"{}

_EdgeColor("EdgeColor",Color)=(0,0,0,1)

//卷積梯度

_Gradient("Gradient",float)=0.0

SubShader{

Pass

ZTestAlwaysCullOffZWriteOff

CGPROGRAM

#include"UnityCG.cginc"

#pragmavertexvert

#pragmafragmentfrag

sampler2D_MainTex;

uniformhalf4_MainTex_TexelSize;

//fixed_EdgeOnly;

fixed4_EdgeColor;

//fixed4_BackgroundColor;

fixed_Gradient;

structv2f{

float4pos:SV_POSITION;

half2uv[9]:TEXCOORD0;

v2fvert(appdata_imgv){

v2fo;

o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex);

half2uv=v.texcoord;

o.uv[0]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(-1,-1);

o.uv[1]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(0,-1);

o.uv[2]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(1,-1);

o.uv[3]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(-1,0);

o.uv[4]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(0,0);

o.uv[5]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(1,0);

o.uv[6]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(-1,1);

o.uv[7]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(0,1);

o.uv[8]=uv+_MainTex_TexelSize.xy*half2(1,1);

returno;

fixedluminance(fixed4color){

return0.2125*color.r+0.7154*color.g+0.0721*color.b;

halfSobel(v2fi){

consthalfGx[9]={-1,0,1,

-2,0,2,

-1,0,1};

consthalfGy[9]={-1,-2,-1,

0,0,0,

1,2,1};

halftexColor;

halfedgeX=0;

halfedgeY=0;

for(intit=0;itit++){

texColor=luminance(tex2D(_MainTex,i.uv[it]));

edgeX+=texColor*Gx[it];

edgeY+=texColor*Gy[it];

halfedge=1-abs(edgeX)-abs(edgeY);

returnedge;

fixed4frag(v2fi):SV_Target{

halfedge=Sobel(i);

fixed4col=tex2D(_MainTex,i.uv[4]);

if(edge_Gradient)

col=lerp(_EdgeColor,tex2D(_MainTex,i.uv[4]),edge);

returncol;

ENDCG

FallBackOff