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【节点】[Exposure节点]原理解析与实际应用

2026年2月9日 09:58

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

曝光节点是Unity Shader Graph中一个功能强大的工具节点，专门用于在着色器中访问摄像机的曝光信息。在基于物理的渲染（PBR）流程中，曝光控制是实现高动态范围（HDR）渲染的关键组成部分，而曝光节点则为着色器艺术家提供了直接访问这些曝光参数的途径。

曝光节点的核心功能是从当前渲染管线中获取摄像机的曝光值，使着色器能够根据场景的曝光设置做出相应的反应。这在创建对光照条件敏感的着色器效果时尤为重要，比如自动调整材质亮度、实现曝光自适应效果或者创建与摄像机曝光设置同步的后期处理效果。

在现代化的游戏开发中，HDR渲染已经成为标准配置，它允许场景中的亮度值超出传统的0-1范围，从而能够更真实地模拟现实世界中的光照条件。曝光节点正是在这样的背景下发挥着重要作用，它架起了着色器与渲染管线曝光系统之间的桥梁。

渲染管线兼容性

曝光节点在不同渲染管线中的支持情况是开发者需要特别注意的重要信息。了解节点的兼容性有助于避免在项目开发过程中遇到意外的兼容性问题。

节点	通用渲染管线 (URP)	高清渲染管线 (HDRP)
Exposure	否	是

从兼容性表格中可以清楚地看到，曝光节点目前仅在高清渲染管线（HDRP）中得到支持，而在通用渲染管线（URP）中不可用。这一差异主要源于两种渲染管线在曝光处理机制上的根本区别。

HDRP作为Unity的高端渲染解决方案，内置了完整的物理相机和曝光系统，支持自动曝光（自动曝光适应）和手动曝光控制。HDRP的曝光系统基于真实的物理相机参数，如光圈、快门速度和ISO感光度，这使得它能够提供更加真实和灵活的曝光控制。

相比之下，URP虽然也支持HDR渲染，但其曝光系统相对简化，主要提供基本的曝光补偿功能，而没有HDRP那样完整的物理相机模拟。因此，URP中没有提供直接访问曝光值的Shader Graph节点。

对于URP用户，如果需要实现类似的功能，可以考虑以下替代方案：

使用自定义渲染器特性传递曝光参数
通过脚本将曝光值作为着色器全局属性传递
使用URP提供的其他光照相关节点间接实现类似效果

端口详解

曝光节点的端口配置相对简单，但理解每个端口的特性和用途对于正确使用该节点至关重要。

名称	方向	类型	描述
Output	输出	Float	曝光值。

曝光节点只有一个输出端口，这意味着它只能作为数据源在Shader Graph中使用，而不能接收外部输入。这种设计反映了曝光值的本质——它是从渲染管线的相机系统获取的只读参数。

输出端口的Float类型表明曝光值是一个标量数值，这个数值代表了当前帧或上一帧的曝光乘数。在HDRP的曝光系统中，这个值通常用于将场景中的光照值从HDR范围映射到显示设备的LDR范围。

理解曝光值的数值范围对于正确使用该节点非常重要：

当曝光值为1.0时，表示没有应用任何曝光调整
曝光值大于1.0表示增加曝光（使图像更亮）
曝光值小于1.0表示减少曝光（使图像更暗）
在自动曝光系统中，这个值会根据场景亮度动态变化

在实际使用中，曝光节点的输出可以直接用于乘法运算来调整材质的亮度，或者用于更复杂的曝光相关计算。例如，在创建自发光材质时，可以使用曝光值来确保材质在不同曝光设置下保持视觉一致性。

曝光类型深度解析

曝光节点的核心功能通过其曝光类型（Exposure Type）设置来实现，这个设置决定了节点从渲染管线获取哪种类型的曝光值。理解每种曝光类型的特性和适用场景是掌握该节点的关键。

名称	描述
CurrentMultiplier	从当前帧获取摄像机的曝光值。
InverseCurrentMultiplier	从当前帧获取摄像机的曝光值的倒数。
PreviousMultiplier	从上一帧获取摄像机的曝光值。
InversePreviousMultiplier	从上一帧获取摄像机的曝光值的倒数。

CurrentMultiplier（当前帧曝光乘数）

CurrentMultiplier是最常用的曝光类型，它提供当前帧相机的实时曝光值。这个值反映了相机系统根据场景亮度和曝光设置计算出的当前曝光乘数。

使用场景示例：

实时调整材质亮度以匹配场景曝光
创建对曝光敏感的特殊效果
确保自定义着色器与HDRP曝光系统同步

技术特点：

值随每帧更新，响应实时变化
直接反映当前相机的曝光状态
适用于大多数需要与曝光同步的效果

InverseCurrentMultiplier（当前帧曝光乘数倒数）

InverseCurrentMultiplier提供当前帧曝光值的倒数，即1除以曝光乘数。这种类型的曝光值在某些特定计算中非常有用，特别是当需要抵消曝光影响时。

使用场景示例：

在后期处理效果中抵消曝光影响
创建在任意曝光设置下保持恒定亮度的元素
进行曝光相关的颜色校正计算

技术特点：

值与CurrentMultiplier互为倒数
可用于"反向"曝光计算
在需要保持恒定视觉亮度的效果中特别有用

PreviousMultiplier（上一帧曝光乘数）

PreviousMultiplier提供上一帧的曝光值，这在某些需要平滑过渡或避免闪烁的效果中非常有用。由于自动曝光系统可能会导致曝光值在帧之间变化，使用上一帧的值可以提供更加稳定的参考。

使用场景示例：

实现曝光平滑过渡效果
避免因曝光突变导致的视觉闪烁
时间相关的曝光计算

技术特点：

提供前一帧的曝光状态
有助于减少曝光突变带来的视觉问题
在时间性效果中提供一致性

InversePreviousMultiplier（上一帧曝光乘数倒数）

InversePreviousMultiplier结合了上一帧数据和倒数计算，为特定的高级应用场景提供支持。这种曝光类型在需要基于历史曝光数据进行复杂计算的效果中发挥作用。

使用场景示例：

基于历史曝光的数据分析
复杂的时序曝光效果
高级曝光补偿算法

技术特点：

结合了时间延迟和倒数计算
适用于专业的曝光处理需求
在高级渲染技术中使用

实际应用案例

HDR自发光材质

在HDRP中创建自发光材质时，使用曝光节点可以确保材质在不同曝光设置下保持正确的视觉表现。以下是一个基本的实现示例：

创建Shader Graph并添加Exposure节点
设置曝光类型为CurrentMultiplier
将自发光颜色与曝光节点输出相乘
连接到主节点的Emission输入

这种方法确保了自发光材质的亮度会随着相机曝光设置自动调整，在低曝光情况下不会过亮，在高曝光情况下不会过暗。

曝光自适应效果

利用PreviousMultiplier和CurrentMultiplier可以创建平滑的曝光过渡效果，避免自动曝光调整时的突兀变化：

添加两个Exposure节点，分别设置为PreviousMultiplier和CurrentMultiplier
使用Lerp节点在两者之间进行插值
通过Time节点控制插值速度
将结果用于需要平滑过渡的效果

这种技术特别适用于全屏效果或UI元素，可以确保视觉元素在曝光变化时平稳过渡。

曝光不变元素

某些场景元素可能需要在不同曝光设置下保持恒定的视觉亮度，这时可以使用InverseCurrentMultiplier：

使用Exposure节点设置为InverseCurrentMultiplier
将需要保持恒定亮度的颜色值与曝光倒数相乘
这样可以抵消相机曝光对特定元素的影响

这种方法常用于UI渲染、调试信息显示或其他需要独立于场景曝光的视觉元素。

性能考虑与最佳实践

虽然曝光节点本身性能开销很小，但在实际使用中仍需注意一些性能优化策略：

避免在片段着色器中过度复杂的曝光计算
考虑使用顶点着色器进行曝光相关计算（如果适用）
对于静态物体，可以评估是否真的需要每帧更新曝光值
在移动平台使用时注意测试性能影响

最佳实践建议：

在HDRP项目中充分利用曝光节点确保视觉一致性
理解不同曝光类型的适用场景，选择合适的类型
结合HDRP的Volume系统测试着色器在不同曝光设置下的表现
在自动曝光和手动曝光模式下都进行测试

故障排除与常见问题

在使用曝光节点时可能会遇到一些常见问题，以下是相应的解决方案：

节点在URP中不可用：这是预期行为，曝光节点仅支持HDRP
曝光值不更新：检查相机是否启用了自动曝光，在手动曝光模式下值可能不变
效果不符合预期：确认使用了正确的曝光类型，不同场景需要不同的类型
移动端表现异常：某些移动设备可能对HDR支持有限，需进行针对性测试

调试技巧：

使用Debug节点输出曝光值检查实际数值
在不同光照环境下测试着色器表现
对比手动曝光和自动曝光模式下的效果差异

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达 （欢迎点赞留言探讨，更多人加入进来能更加完善这个探索的过程，🙏）

【节点】[DiffusionProfile节点]原理解析与实际应用

掘金前端

SmalBox

2026年2月8日 22:10

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

扩散配置文件节点是高清渲染管线（HDRP）中一个专门用于处理次表面散射效果的重要工具。在Shader Graph中使用此节点，开发者能够轻松地集成和采样扩散配置文件资源，为材质实现逼真的皮肤、蜡、大理石等半透明物体的渲染效果。次表面散射是光线穿透半透明材质表面并在内部散射后从不同位置射出的物理现象，这种效果对于创造真实感渲染至关重要。

在现代实时渲染中，次表面散射效果的实现需要平衡视觉质量和性能消耗。Unity的HDRP通过扩散配置文件提供了一种标准化的方法来处理这种复杂的光学现象。扩散配置文件节点作为Shader Graph与这些配置文件之间的桥梁，使得即使没有深厚图形编程背景的艺术家也能创建出高质量的次表面散射材质。

节点基础概念与工作原理

扩散配置文件节点的核心功能是输出一个唯一的浮点标识符，该标识符在着色器执行过程中用于查找对应的扩散配置文件资源。这种设计允许HDRP在渲染时高效地访问复杂的散射参数，而不需要在着色器中直接嵌入大量数据。

当在Shader Graph中创建扩散配置文件节点时，需要为其指定一个扩散配置文件资源。这个资源包含了描述材质如何散射光线的物理参数。节点输出的浮点值实际上是资源在内部数据库中的索引，HDRP使用这个索引在预计算的查找表中找到相应的散射数据。

节点的工作流程可以分为以下几个步骤：

在编辑阶段，艺术家或开发者将扩散配置文件资源分配给节点
节点生成对应的唯一标识符（浮点值）
在运行时，着色器使用这个标识符查询散射参数
HDRP根据查询结果应用相应的次表面散射模型

这种间接引用机制的优势在于：

允许多个材质共享同一扩散配置文件，减少内存占用
简化着色器代码复杂度，提高可读性和维护性
提供统一的参数管理界面，便于调整和优化

创建与配置扩散配置文件节点

在Shader Graph中添加扩散配置文件节点是一个直观的过程。首先需要在Shader Graph编辑器的创建节点菜单中定位到该节点。可以通过以下步骤完成：

在Shader Graph编辑器的空白区域右键点击，打开节点创建菜单
在搜索框中输入"Diffusion Profile"或浏览至HDRP类别下找到该节点
点击节点名称将其添加到图中

添加节点后，最重要的步骤是将其与实际的扩散配置文件资源关联起来。在节点的检视面板中，可以看到一个资源引用字段，需要在此处指定一个已创建的扩散配置文件。如果项目中没有合适的扩散配置文件，需要先创建该资源。

创建扩散配置文件资源的过程：

在Project视图中右键点击，选择Create > Rendering > HDRP Diffusion Profile
为新资源命名并调整其参数以满足项目需求
返回Shader Graph，将新创建的扩散配置文件资源拖拽到节点的对应字段中

配置扩散配置文件资源时，需要理解几个关键参数的意义：

散射半径（Scattering Radius）：定义光线在材质内部散射的距离，影响散射效果的柔和度和范围
纹理分辨率（Texture Resolution）：用于散射预积分纹理的尺寸，更高的分辨率提供更精确的结果但增加内存使用
散射颜色（Scattering Color）：影响散射光线的色调，通常设置为材质的主色调或血液颜色（对于皮肤）
权重参数（Weight Parameters）：控制不同类型散射的贡献程度，允许微调散射效果的外观

正确配置这些参数对于获得理想的视觉效果至关重要。例如，在创建人类皮肤材质时，通常需要相对较小的散射半径和偏红的散射颜色，以模拟皮肤下血管的效果。

节点端口详解与数据流

扩散配置文件节点仅有一个输出端口，标记为"Out"。这个端口的输出类型是浮点数，但其含义远超过普通的数值。理解这个输出值的本质对于正确使用节点至关重要。

输出端口的浮点值实际上是一个经过特殊编码的标识符，它不代表普通的数学值，而是指向内部扩散配置文件数据库的索引。当这个值传递给HDRP的着色器系统时，系统会使用它来查找对应的散射参数集。

由于这个特殊性质，对输出值的数学操作需要格外小心：

将输出值乘以0会有效地禁用扩散配置文件，因为结果不再对应任何有效的配置文件索引
将输出值乘以1会保持原样，继续使用关联的扩散配置文件
其他数学操作可能导致未定义行为，因为结果值可能不对应任何已注册的配置文件

在Shader Graph中连接扩散配置文件节点时，通常应将其输出直接连接到主节点的Diffusion Profile输入槽。这种直接连接确保标识符不被意外修改，保证HDRP能够正确识别和使用扩散配置文件。

在某些高级用例中，开发者可能需要在不同条件下选择使用不同的扩散配置文件。这种情况下，可以使用条件逻辑来控制使用哪个配置文件的标识符。例如，可以使用分支节点根据距离或其他因素在两个不同的扩散配置文件节点输出之间进行选择。但需要注意，HDRP不支持在同一像素上混合多个扩散配置文件，因此这种切换应该是离散的而非连续的。

在真实项目中的实际应用

扩散配置文件节点最常见的应用是创建逼真的皮肤材质。人类皮肤具有复杂的多层结构，每层对光线的散射方式各不相同。使用扩散配置文件可以近似这种效果，而不需要模拟完整的体积散射。

创建真实皮肤材质的步骤：

首先创建或获取一个基础皮肤纹理，包含漫反射颜色、法线信息和其他表面细节
在HDRP中创建扩散配置文件资源，设置适合皮肤的参数：
- 设置散射半径约为2-5毫米（取决于角色比例和艺术方向）
- 调整散射颜色为略带红色或橙色的色调，模拟皮下血液的影响
- 根据目标平台平衡纹理分辨率和质量需求
在Shader Graph中集成扩散配置文件节点，将其输出连接到主节点
可能需要额外调整材质的光泽度和反射属性，以配合散射效果

除了皮肤，扩散配置文件还可用于多种其他材质：

蜡质材料：如蜡烛、奶酪等，通常需要中等散射半径和温和的散射颜色
植物材料：树叶、花瓣等，光透射效果可以通过散射模拟
大理石和玉石：这些矿物材料具有独特的半透明特性
塑料和橡胶：某些类型的塑料具有轻微的次表面散射效果

在实际项目中，性能考虑是必不可少的。次表面散射是一种计算密集型效果，特别是在高分辨率下。对于移动平台或低端硬件，可能需要减少散射采样次数或使用简化的散射模型。HDRP提供了多种质量设置，允许根据目标平台调整散射计算的精度。

高级技巧与最佳实践

掌握扩散配置文件节点的基本用法后，可以探索一些高级技巧来提升材质质量或优化性能。

多层材质技术：

对于特别复杂的材质如真实人类皮肤，单一扩散配置文件可能不足以捕捉所有细节。在这种情况下，可以使用多个材质层，每层使用不同的扩散配置文件。通过精心设计的混合策略，可以创建更加丰富和真实的散射效果。需要注意的是，这种技术会增加渲染成本，应谨慎使用。

性能优化策略：

使用适当的纹理分辨率：对于远处可见的物体，可以使用较低分辨率的散射纹理
限制使用散射的物体数量：只为对视觉影响最大的物体启用高质量的次表面散射
利用HDRP的质量设置：根据目标平台调整全局散射质量
考虑使用简化的散射模型：对于某些材质，近似散射效果可能就足够了

与其它HDRP功能集成：

扩散配置文件节点可以与其他HDRP特性结合使用，创建更加复杂和真实的效果。例如：

与光线追踪结合：HDRP的光线追踪次表面散射可以提供更准确的物理效果，但性能成本更高
与后期处理效果配合：适当的颜色分级和色调映射可以增强散射效果的视觉冲击力
与光照系统协同：正确设置场景光照对于展现散射效果至关重要，特别是背光和边缘光情况

调试和问题解决：

当散射效果不如预期时，可以使用以下方法进行调试：

检查扩散配置文件资源是否正确分配给了节点
验证节点输出是否正确地连接到了主节点
使用HDRP的调试视图可视化散射效果，如散射 albedo 或散射半径
确保材质使用了正确的着色器类型，某些着色器可能不支持次表面散射

常见问题与解决方案

在使用扩散配置文件节点时，开发者可能会遇到一些典型问题。了解这些问题及其解决方案可以帮助节省调试时间。

节点输出值为0或无效：

这通常表示节点没有正确配置扩散配置文件资源。检查节点检视面板中的资源引用字段，确保已分配有效的扩散配置文件。如果资源已被删除或移动，需要重新分配。

散射效果不明显或过强：

这通常是由于扩散配置文件参数设置不当造成的。调整散射半径和散射颜色可以显著改变效果的外观。记住，散射半径的单位是米，因此对于小物体（如游戏角色），值通常在0.001到0.01范围内。

性能问题：

如果启用次表面散射后帧率显著下降，考虑以下优化措施：

减少散射采样次数（在HDRP资产设置中调整）
降低扩散配置文件的纹理分辨率
只为近距离可见的物体使用高质量散射
使用HDRP的LOD系统，根据距离切换不同质量的散射效果

平台兼容性问题：

虽然扩散配置文件节点专为HDRP设计，但在不同平台上可能有不同的表现。特别是在移动设备上，某些高级散射功能可能不可用。使用HDRP的平台特定设置可以确保在所有目标设备上获得一致的行为。

与自定义着色器代码的集成：

对于需要超出Shader Graph功能的高级用例，可能需要将扩散配置文件与自定义HLSL着色器代码结合使用。在这种情况下，需要了解HDRP如何内部处理扩散配置文件标识符，并确保自定义代码与HDRP的散射系统正确交互。

扩散配置文件节点的未来发展趋势

随着实时渲染技术的不断进步，扩散配置文件节点和相关的次表面散射功能也在持续演化。了解这些趋势可以帮助开发者更好地规划长期项目。

实时全局光照与散射的集成：

未来的HDRP版本可能会更紧密地集成次表面散射与全局光照系统，允许散射光线影响周围环境，实现更加真实的材质交互。

机器学习加速的散射模型：

机器学习技术正在被越来越多地用于实时渲染的各个领域。未来可能会看到基于神经网络的散射模型，能够在保持高质量的同时大幅降低计算成本。

更高效的混合渲染技术：

随着混合渲染器（如HDRP的Hybrid Renderer）的成熟，次表面散射可能会受益于新的渲染架构，在保持视觉质量的同时提高性能。

艺术家友好的工具改进：

Unity一直在努力使复杂渲染技术更易于艺术家使用。未来可能会看到扩散配置文件节点的改进界面，更直观的参数控制和实时预览功能。

跨管线兼容性：

虽然目前扩散配置文件节点仅适用于HDRP，但未来可能会看到类似功能在URP中的实现，使更多项目能够利用高质量的次表面散射效果。

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【节点】[CustomDepthBuffer节点]原理解析与实际应用

掘金前端

SmalBox

2026年2月7日 22:49

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

在Unity的Shader Graph系统中，Custom Depth Node（自定义深度节点）是一个功能强大的工具，专门用于访问和处理高清渲染管线（HDRP）中的自定义深度缓冲区。这个节点为着色器开发者提供了精细控制深度信息的能力，是实现高级渲染效果的基石。

渲染管线兼容性深度分析

Custom Depth Node在不同渲染管线中的支持情况是开发者必须首先了解的关键信息。这个节点的设计初衷是为了满足HDRP的高级渲染需求，因此在兼容性上有着明确的界限划分。

高清渲染管线（HDRP）支持

HDRP作为Unity的高端渲染解决方案，专门为需要高质量图形表现的项目设计。在这个管线中，Custom Depth Node能够完全发挥其功能：

HDRP维护了专门的自定义深度缓冲区，存储了场景中特定对象的深度信息
支持多通道渲染，允许不同对象写入不同的深度缓冲区
提供了完整的深度缓冲管理机制，确保深度数据的准确性和一致性
能够处理复杂的场景层次和渲染优先级

通用渲染管线（URP）不支持

URP作为轻量级的通用渲染解决方案，在深度缓冲区的管理上采用了不同的策略：

URP没有专门维护独立的Custom Depth Buffer
深度信息主要通过主深度缓冲区进行管理
渲染架构相对简化，不支持HDRP中的高级深度特性
如果需要深度信息，通常需要使用Scene Depth节点访问主深度缓冲区

这种兼容性差异源于两个渲染管线的设计哲学和目标平台的不同。HDRP面向高端平台，追求极致的视觉效果，而URP则注重性能和跨平台兼容性。

端口配置与参数详解

Custom Depth Node的端口配置决定了它如何接收输入数据和输出处理结果。深入理解每个端口的功能对于正确使用该节点至关重要。

UV输入端口

UV输入端口是Custom Depth Node的核心配置项，它决定了深度采样的位置和方式：

数据类型：Vector 4
默认绑定：屏幕位置（Screen Position）
功能描述：设置标准化屏幕坐标，用于指定深度采样的位置

UV端口的正确配置需要考虑多个因素：

屏幕空间坐标系统：Unity使用左下角为(0,0)、右上角为(1,1)的标准化坐标系统
坐标变换：需要确保输入的UV坐标正确映射到屏幕空间
多显示器支持：在需要多显示器渲染的场景中，UV坐标需要相应调整

在实际使用中，UV输入端口的配置示例：

HLSL

// 直接使用屏幕位置
float4 screenPos = GetScreenPosition();

// 手动计算UV坐标
float2 uv = float2(input.position.x / _ScreenParams.x,
                   input.position.y / _ScreenParams.y);

输出端口

输出端口提供了处理后的深度数据：

数据类型：Vector 4
绑定关系：无预设绑定
功能描述：输出根据选定采样模式处理后的深度值

输出数据的解读依赖于选择的深度采样模式，不同模式下的输出含义各不相同。开发者需要根据具体的渲染需求选择合适的采样模式。

深度采样模式全面解析

深度采样模式决定了Custom Depth Node如何处理和输出深度信息。每种模式都有其特定的应用场景和数学特性。

Linear01采样模式

Linear01模式将深度值线性化并归一化到[0,1]范围内：

数学特性：执行透视除法，将非线性深度缓冲值转换为线性关系
输出范围：严格的0到1之间，0表示近裁剪面，1表示远裁剪面
应用场景：适合需要相对深度信息的特效，如雾效、深度渐隐等

Linear01模式的数学原理：

HLSL

float Linear01Depth(float z)
{
    return 1.0 / (_ZBufferParams.x * z + _ZBufferParams.y);
}

在实际应用中的优势：

数值范围统一，便于后续计算和插值
视觉效果更加自然，符合人眼对距离的感知
适合用于基于百分比的深度混合效果

Raw采样模式

Raw模式直接输出深度缓冲区中的原始数值：

数据特性：保持深度缓冲区的原始非线性分布
精度特点：在近处提供更高精度，远处精度逐渐降低
应用场景：深度比较、深度测试、模板阴影等需要原始深度数据的场景

Raw模式的特性分析：

非线性分布：z' = (1/z - 1/near) / (1/far - 1/near)
精度优势：在近裁剪面附近提供更高的深度精度
性能考虑：避免额外的数学运算，性能开销较小

Eye采样模式

Eye模式将深度值转换为视空间中的实际距离：

单位系统：使用世界单位（通常为米）表示距离
线性关系：输出值与实际距离呈线性关系
应用场景：需要真实距离计算的物理效果，如体积光、真实雾效等

Eye模式的转换原理：

HLSL

float LinearEyeDepth(float z)
{
    return 1.0 / (_ZBufferParams.z * z + _ZBufferParams.w);
}

这种模式在实际项目中的应用价值：

物理准确性：提供真实的距离信息，适合基于物理的渲染
直观理解：输出值直接对应场景中的实际距离
复杂效果：支持需要精确距离计算的高级渲染效果

实际应用场景与案例分析

Custom Depth Node在HDRP项目中有广泛的应用场景，以下是几个典型的应用案例。

高级景深效果实现

使用Custom Depth Node可以实现电影级别的景深效果：

HLSL

// 景深效果的核心实现
void ApplyDepthOfField(float2 uv, float focusDistance, float focalLength)
{
    float depth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
    float blurAmount = saturate(abs(depth - focusDistance) / focalLength);

    // 基于深度差异应用模糊
    return ApplyBlur(uv, blurAmount);
}

实现要点：

使用LinearEye模式获取真实距离信息
根据焦点距离计算模糊强度
结合后处理堆栈实现高质量的模糊效果

交互式水体和液体效果

Custom Depth Node在液体渲染中发挥关键作用：

HLSL

// 水体表面与场景交互
void CalculateWaterEffects(float2 uv, float waterLevel)
{
    float sceneDepth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
    float waterDepth = max(0, sceneDepth - waterLevel);

    // 基于水深调整颜色和透明度
    float3 waterColor = Lerp(_ShallowColor, _DeepColor, waterDepth / _MaxDepth);
    float transparency = exp(-waterDepth * _Absorption);
}

技术细节：

精确计算水面下的物体深度
基于深度调整光学特性（吸收、散射）
实现真实的深度颜色渐变

体积雾和大气效果

利用深度信息创建真实的体积效果：

HLSL

// 体积雾密度计算
float CalculateFogDensity(float2 uv, float3 worldPos)
{
    float depth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
    float fogDensity = 0.0;

    // 基于距离的指数雾
    fogDensity = _FogDensity * exp(-depth * _FogFalloff);

    // 添加高度雾
    fogDensity += _HeightFogDensity * exp(-worldPos.y * _HeightFalloff);

    return saturate(fogDensity);
}

优化考虑：

使用Linear01模式进行快速深度测试
结合深度和高度信息创建复杂的大气效果
通过深度值优化雾效计算范围

性能优化与最佳实践

在使用Custom Depth Node时，性能优化是必须考虑的重要因素。

深度采样优化策略

减少采样次数：在可能的情况下复用深度采样结果
使用mipmap：对于不需要高精度深度的效果，使用较低级别的mipmap
早期深度测试：合理安排着色器执行顺序，尽早进行深度测试

内存带宽优化

HLSL

// 优化的深度采样模式选择
#ifndef REQUIRE_HIGH_PRECISION_DEPTH
    // 使用较低精度的采样
    float depth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR01);
#else
    // 需要高精度时使用完整精度
    float depth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
#endif

平台特定优化

不同硬件平台对深度采样的支持存在差异：

PC和主机平台：支持全精度深度采样
移动平台：可能需要使用半精度或特定的优化格式
VR平台：需要考虑双目渲染的深度一致性

高级技巧与疑难解答

自定义深度与运动矢量结合

HLSL

// 结合深度和运动矢量实现运动模糊
void AdvancedMotionBlur(float2 uv, float2 motionVector)
{
    float currentDepth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
    float2 prevUV = uv - motionVector;
    float previousDepth = SampleCustomDepth(prevUV, LINEAR_EYE);

    // 基于深度一致性验证运动矢量
    if(abs(currentDepth - previousDepth) < _DepthTolerance)
    {
        // 应用高质量运动模糊
        return ApplyMotionBlur(uv, motionVector);
    }
    else
    {
        // 回退到普通运动模糊
        return FallbackMotionBlur(uv, motionVector);
    }
}

深度精度问题解决

深度精度问题是深度渲染中的常见挑战：

远平面设置：合理设置远裁剪面距离，避免精度浪费
对数深度缓冲区：在需要超大范围深度时考虑使用对数深度
深度偏移：处理深度冲突和z-fighting问题

多相机渲染中的深度管理

在复杂渲染管线中处理多相机场景：

HLSL

// 多相机深度合成
float CompositeMultiCameraDepth(float2 uv)
{
    float mainCameraDepth = SampleCustomDepth(uv, LINEAR_EYE);
    float secondaryCameraDepth = SampleSecondaryDepth(uv, LINEAR_EYE);

    // 基于渲染优先级合成深度
    return min(mainCameraDepth, secondaryCameraDepth);
}

与其他节点的协同工作

Custom Depth Node很少单独使用，通常需要与其他Shader Graph节点配合。

与Scene Depth节点的对比使用

HLSL

// 场景深度与自定义深度的混合使用
void HybridDepthEffects(float2 uv)
{
    float sceneDepth = SceneDepth(uv);
    float customDepth = CustomDepth(uv, LINEAR_EYE);

    // 基于特定条件选择深度源
    float finalDepth = customDepth > 0 ? customDepth : sceneDepth;

    // 应用深度相关效果
    ApplyDepthBasedEffects(uv, finalDepth);
}

在渲染管线中的集成

Custom Depth Node需要正确集成到HDRP渲染管线中：

确保自定义深度通道正确设置
配置深度写入对象的渲染层
设置适当的渲染顺序和队列

调试与可视化技巧

深度效果的调试是开发过程中的重要环节。

深度可视化工具

HLSL

// 深度值可视化
float3 VisualizeDepth(float depth, int mode)
{
    switch(mode)
    {
        case 0: // 灰度可视化
            return depth.xxx;
        case 1: // 热力图
            return HeatMap(depth, 0, _FarClipPlane);
        case 2: // 等高线
            return ContourLines(depth, _ContourSpacing);
        default:
            return float3(1,0,1); // 错误颜色
    }
}

常见问题诊断

深度数据为0：检查自定义深度通道是否启用
深度值异常：验证UV坐标和采样模式
性能问题：分析深度采样频率和精度需求

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达 （欢迎点赞留言探讨，更多人加入进来能更加完善这个探索的过程，🙏）

【节点】[SampleGradient节点]原理解析与实际应用

掘金前端

SmalBox

2026年2月5日 09:45

SampleGradient节点是Unity URP Shader Graph中用于处理颜色渐变的重要工具。该节点允许开发者在着色器中创建平滑的颜色过渡效果，为游戏和应用程序添加丰富的视觉表现力。通过