需要着色器中纹理的平均值和最大值

Question

我有一个 RenderTexture，需要计算它的平均和最大像素值。 RenderTexture 是 RFloat 格式，所以只有一个组件。而且它现在不使用 mipmap。

Answer 1

经过一番搜索，似乎最好的方法是减少纹理，这意味着运行一个着色器，它的输入是纹理大小，输出是输入大小的一半。我们可以采样 4 个相邻像素并从中计算最大值并将值写入输出。

    sampler2D _MainTex;
    float4 _MainTex_ST;
    float4 _MainTex_TexelSize;

    v2f vert(appdata v)
    {
        v2f o;
        o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
        o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
        return o;
    }
    float4 frag (v2f i) : SV_Target
    {
        float dx = _MainTex_TexelSize.x*0.5;
        float maximum = tex2D(_MainTex, i.uv + float2(-dx,-dx));
        maximum = max(maximum, tex2D(_MainTex, i.uv + float2(dx,-dx)));
        maximum = max(maximum, tex2D(_MainTex, i.uv + float2(-dx,dx)));
        maximum = max(maximum, tex2D(_MainTex, i.uv + float2(dx,dx)));
        return maximum;
    }

下一次迭代获取上一次迭代的输出并写入一个渲染纹理，该渲染纹理是其输入的一半，意思是原始纹理的四分之一。所以尺寸像 1024,512,256,... 等等，直到 1 x 1 纹理，这给出了最大值。下面是一些显示 CPU 端的代码：

        private RenderTexture Reduce(RenderTexture diff, Material mat)
    {
        int reductions = POT.GetPowerFromNum(diff.width);
        var rtList = new List<RenderTexture>();
        int smallRes = diff.width/2;
        var bigRT = diff;
        for (int i = 0; i < reductions; i++)
        {
            var smallRT = RenderTexture.GetTemporary(smallRes, smallRes, 0, diff.format);
            rtList.Add(smallRT);
            GpuUtils.Blit(bigRT,smallRT,mat);
            bigRT = smallRT;
            smallRes >>= 1;
        }
        for (int i = 0; i < reductions-1; i++)
        {
            RenderTexture.ReleaseTemporary(rtList[i]);
        }
        return rtList[reductions-1];
    }

这里diff是原始渲染纹理，GetPowerFromNum计算1024的2的幂，mat是shader的材质。

对于平均而言，可以对平均着色器而不是 max 执行相同的操作，或者只是为渲染纹理启用 mipmap 并读取最高的 mipmap 级别。