Library/PackageCache/com.unity.postprocessing@2.1.2/PostProcessing/Shaders/Builtins/MotionBlur.shader

   1 Shader "Hidden/PostProcessing/MotionBlur"
   2 {
   3     HLSLINCLUDE
   4
   5         #pragma target 3.0
   6         #include "../StdLib.hlsl"
   7
   8         TEXTURE2D_SAMPLER2D(_MainTex, sampler_MainTex);
   9         float4 _MainTex_TexelSize;
  10
  11         // Camera depth texture
  12         TEXTURE2D_SAMPLER2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture);
  13
  14         // Camera motion vectors texture
  15         TEXTURE2D_SAMPLER2D(_CameraMotionVectorsTexture, sampler_CameraMotionVectorsTexture);
  16         float4 _CameraMotionVectorsTexture_TexelSize;
  17
  18         // Packed velocity texture (2/10/10/10)
  19         TEXTURE2D_SAMPLER2D(_VelocityTex, sampler_VelocityTex);
  20         float2 _VelocityTex_TexelSize;
  21
  22         // NeighborMax texture
  23         TEXTURE2D_SAMPLER2D(_NeighborMaxTex, sampler_NeighborMaxTex);
  24         float2 _NeighborMaxTex_TexelSize;
  25
  26         // Velocity scale factor
  27         float _VelocityScale;
  28
  29         // TileMax filter parameters
  30         int _TileMaxLoop;
  31         float2 _TileMaxOffs;
  32
  33         // Maximum blur radius (in pixels)
  34         half _MaxBlurRadius;
  35         float _RcpMaxBlurRadius;
  36
  37         // Filter parameters/coefficients
  38         half _LoopCount;
  39
  40         // -----------------------------------------------------------------------------
  41         // Prefilter
  42
  43         // Velocity texture setup
  44         half4 FragVelocitySetup(VaryingsDefault i) : SV_Target
  45         {
  46             // Sample the motion vector.
  47             float2 v = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraMotionVectorsTexture, sampler_CameraMotionVectorsTexture, i.texcoord).rg;
  48
  49             // Apply the exposure time and convert to the pixel space.
  50             v *= (_VelocityScale * 0.5) * _CameraMotionVectorsTexture_TexelSize.zw;
  51
  52             // Clamp the vector with the maximum blur radius.
  53             v /= max(1.0, length(v) * _RcpMaxBlurRadius);
  54
  55             // Sample the depth of the pixel.
  56             half d = Linear01Depth(SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, i.texcoord));
  57
  58             // Pack into 10/10/10/2 format.
  59             return half4((v * _RcpMaxBlurRadius + 1.0) * 0.5, d, 0.0);
  60         }
  61
  62         half2 MaxV(half2 v1, half2 v2)
  63         {
  64             return dot(v1, v1) < dot(v2, v2) ? v2 : v1;
  65         }
  66
  67         // TileMax filter (2 pixel width with normalization)
  68         half4 FragTileMax1(VaryingsDefault i) : SV_Target
  69         {
  70             float4 d = _MainTex_TexelSize.xyxy * float4(-0.5, -0.5, 0.5, 0.5);
  71
  72             half2 v1 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xy).rg;
  73             half2 v2 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.zy).rg;
  74             half2 v3 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xw).rg;
  75             half2 v4 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.zw).rg;
  76
  77             v1 = (v1 * 2.0 - 1.0) * _MaxBlurRadius;
  78             v2 = (v2 * 2.0 - 1.0) * _MaxBlurRadius;
  79             v3 = (v3 * 2.0 - 1.0) * _MaxBlurRadius;
  80             v4 = (v4 * 2.0 - 1.0) * _MaxBlurRadius;
  81
  82             return half4(MaxV(MaxV(MaxV(v1, v2), v3), v4), 0.0, 0.0);
  83         }
  84
  85         // TileMax filter (2 pixel width)
  86         half4 FragTileMax2(VaryingsDefault i) : SV_Target
  87         {
  88             float4 d = _MainTex_TexelSize.xyxy * float4(-0.5, -0.5, 0.5, 0.5);
  89
  90             half2 v1 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xy).rg;
  91             half2 v2 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.zy).rg;
  92             half2 v3 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xw).rg;
  93             half2 v4 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.zw).rg;
  94
  95             return half4(MaxV(MaxV(MaxV(v1, v2), v3), v4), 0.0, 0.0);
  96         }
  97
  98         // TileMax filter (variable width)
  99         half4 FragTileMaxV(VaryingsDefault i) : SV_Target
 100         {
 101             float2 uv0 = i.texcoord + _MainTex_TexelSize.xy * _TileMaxOffs.xy;
 102
 103             float2 du = float2(_MainTex_TexelSize.x, 0.0);
 104             float2 dv = float2(0.0, _MainTex_TexelSize.y);
 105
 106             half2 vo = 0.0;
 107
 108             UNITY_LOOP
 109             for (int ix = 0; ix < _TileMaxLoop; ix++)
 110             {
 111                 UNITY_LOOP
 112                 for (int iy = 0; iy < _TileMaxLoop; iy++)
 113                 {
 114                     float2 uv = uv0 + du * ix + dv * iy;
 115                     vo = MaxV(vo, SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uv).rg);
 116                 }
 117             }
 118
 119             return half4(vo, 0.0, 0.0);
 120         }
 121
 122         // NeighborMax filter
 123         half4 FragNeighborMax(VaryingsDefault i) : SV_Target
 124         {
 125             const half cw = 1.01; // Center weight tweak
 126
 127             float4 d = _MainTex_TexelSize.xyxy * float4(1.0, 1.0, -1.0, 0.0);
 128
 129             half2 v1 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord - d.xy).rg;
 130             half2 v2 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord - d.wy).rg;
 131             half2 v3 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord - d.zy).rg;
 132
 133             half2 v4 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord - d.xw).rg;
 134             half2 v5 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord).rg * cw;
 135             half2 v6 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xw).rg;
 136
 137             half2 v7 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.zy).rg;
 138             half2 v8 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.wy).rg;
 139             half2 v9 = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord + d.xy).rg;
 140
 141             half2 va = MaxV(v1, MaxV(v2, v3));
 142             half2 vb = MaxV(v4, MaxV(v5, v6));
 143             half2 vc = MaxV(v7, MaxV(v8, v9));
 144
 145             return half4(MaxV(va, MaxV(vb, vc)) * (1.0 / cw), 0.0, 0.0);
 146         }
 147
 148         // -----------------------------------------------------------------------------
 149         // Reconstruction
 150
 151         // Returns true or false with a given interval.
 152         bool Interval(half phase, half interval)
 153         {
 154             return frac(phase / interval) > 0.499;
 155         }
 156
 157         // Jitter function for tile lookup
 158         float2 JitterTile(float2 uv)
 159         {
 160             float rx, ry;
 161             sincos(GradientNoise(uv + float2(2.0, 0.0)) * TWO_PI, ry, rx);
 162             return float2(rx, ry) * _NeighborMaxTex_TexelSize.xy * 0.25;
 163         }
 164
 165         // Velocity sampling function
 166         half3 SampleVelocity(float2 uv)
 167         {
 168             half3 v = SAMPLE_TEXTURE2D_LOD(_VelocityTex, sampler_VelocityTex, uv, 0.0).xyz;
 169             return half3((v.xy * 2.0 - 1.0) * _MaxBlurRadius, v.z);
 170         }
 171
 172         // Reconstruction filter
 173         half4 FragReconstruction(VaryingsDefault i) : SV_Target
 174         {
 175             // Color sample at the center point
 176             const half4 c_p = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.texcoord);
 177
 178             // Velocity/Depth sample at the center point
 179             const half3 vd_p = SampleVelocity(i.texcoord);
 180             const half l_v_p = max(length(vd_p.xy), 0.5);
 181             const half rcp_d_p = 1.0 / vd_p.z;
 182
 183             // NeighborMax vector sample at the center point
 184             const half2 v_max = SAMPLE_TEXTURE2D(_NeighborMaxTex, sampler_NeighborMaxTex, i.texcoord + JitterTile(i.texcoord)).xy;
 185             const half l_v_max = length(v_max);
 186             const half rcp_l_v_max = 1.0 / l_v_max;
 187
 188             // Escape early if the NeighborMax vector is small enough.
 189             if (l_v_max < 2.0) return c_p;
 190
 191             // Use V_p as a secondary sampling direction except when it's too small
 192             // compared to V_max. This vector is rescaled to be the length of V_max.
 193             const half2 v_alt = (l_v_p * 2.0 > l_v_max) ? vd_p.xy * (l_v_max / l_v_p) : v_max;
 194
 195             // Determine the sample count.
 196             const half sc = floor(min(_LoopCount, l_v_max * 0.5));
 197
 198             // Loop variables (starts from the outermost sample)
 199             const half dt = 1.0 / sc;
 200             const half t_offs = (GradientNoise(i.texcoord) - 0.5) * dt;
 201             half t = 1.0 - dt * 0.5;
 202             half count = 0.0;
 203
 204             // Background velocity
 205             // This is used for tracking the maximum velocity in the background layer.
 206             half l_v_bg = max(l_v_p, 1.0);
 207
 208             // Color accumlation
 209             half4 acc = 0.0;
 210
 211             UNITY_LOOP
 212             while (t > dt * 0.25)
 213             {
 214                 // Sampling direction (switched per every two samples)
 215                 const half2 v_s = Interval(count, 4.0) ? v_alt : v_max;
 216
 217                 // Sample position (inverted per every sample)
 218                 const half t_s = (Interval(count, 2.0) ? -t : t) + t_offs;
 219
 220                 // Distance to the sample position
 221                 const half l_t = l_v_max * abs(t_s);
 222
 223                 // UVs for the sample position
 224                 const float2 uv0 = i.texcoord + v_s * t_s * _MainTex_TexelSize.xy;
 225                 const float2 uv1 = i.texcoord + v_s * t_s * _VelocityTex_TexelSize.xy;
 226
 227                 // Color sample
 228                 const half3 c = SAMPLE_TEXTURE2D_LOD(_MainTex, sampler_MainTex, uv0, 0.0).rgb;
 229
 230                 // Velocity/Depth sample
 231                 const half3 vd = SampleVelocity(uv1);
 232
 233                 // Background/Foreground separation
 234                 const half fg = saturate((vd_p.z - vd.z) * 20.0 * rcp_d_p);
 235
 236                 // Length of the velocity vector
 237                 const half l_v = lerp(l_v_bg, length(vd.xy), fg);
 238
 239                 // Sample weight
 240                 // (Distance test) * (Spreading out by motion) * (Triangular window)
 241                 const half w = saturate(l_v - l_t) / l_v * (1.2 - t);
 242
 243                 // Color accumulation
 244                 acc += half4(c, 1.0) * w;
 245
 246                 // Update the background velocity.
 247                 l_v_bg = max(l_v_bg, l_v);
 248
 249                 // Advance to the next sample.
 250                 t = Interval(count, 2.0) ? t - dt : t;
 251                 count += 1.0;
 252             }
 253
 254             // Add the center sample.
 255             acc += half4(c_p.rgb, 1.0) * (1.2 / (l_v_bg * sc * 2.0));
 256
 257             return half4(acc.rgb / acc.a, c_p.a);
 258         }
 259
 260     ENDHLSL
 261
 262     SubShader
 263     {
 264         Cull Off ZWrite Off ZTest Always
 265
 266         // (0) Velocity texture setup
 267         Pass
 268         {
 269             HLSLPROGRAM
 270
 271                 #pragma vertex VertDefault
 272                 #pragma fragment FragVelocitySetup
 273
 274             ENDHLSL
 275         }
 276
 277         // (1) TileMax filter (2 pixel width with normalization)
 278         Pass
 279         {
 280             HLSLPROGRAM
 281
 282                 #pragma vertex VertDefault
 283                 #pragma fragment FragTileMax1
 284
 285             ENDHLSL
 286         }
 287
 288         //  (2) TileMax filter (2 pixel width)
 289         Pass
 290         {
 291             HLSLPROGRAM
 292
 293                 #pragma vertex VertDefault
 294                 #pragma fragment FragTileMax2
 295
 296             ENDHLSL
 297         }
 298
 299         // (3) TileMax filter (variable width)
 300         Pass
 301         {
 302             HLSLPROGRAM
 303
 304                 #pragma vertex VertDefault
 305                 #pragma fragment FragTileMaxV
 306
 307             ENDHLSL
 308         }
 309
 310         // (4) NeighborMax filter
 311         Pass
 312         {
 313             HLSLPROGRAM
 314
 315                 #pragma vertex VertDefault
 316                 #pragma fragment FragNeighborMax
 317
 318             ENDHLSL
 319         }
 320
 321         // (5) Reconstruction filter
 322         Pass
 323         {
 324             HLSLPROGRAM
 325
 326                 #pragma vertex VertDefault
 327                 #pragma fragment FragReconstruction
 328
 329             ENDHLSL
 330         }
 331     }
 332 }