Unity Compute Shader - 6 获取 Compute Shader Buffer 的数据

准备工作

在上一章中，我们学习了如何将自定义数据传递给Compute Shader Buffer并进行计算，在本章中，我们来学习如何获取Compute Shader Buffer中的数据在C#脚本中使用
首先创建一个C#脚本，名称为 StarsTrans，创建一个Compute Shader脚本，名称为 OrbitingStars
这里，我们准备向Compute Shader传输多个Vecotr3的位置信息，经过Compute Shader计算，然后取回这些计算结果，每个Vecotr3对应一个场景中圆球的位置，让这些圆球像星球一样围绕着中心店转动，StarsTrans 代码如下：

using UnityEngine;

public class StarsTrans : MonoBehaviour
{
    //球的数量
    public int starCount;
    public ComputeShader shader;

    //球的预制体
    public GameObject prefab;

    private ComputeBuffer resultBuffer;
    private int kernelHandle;
    private uint threadGroupSizeX;
    private int groupSizeX;
    private Vector3[] output;

    //球的实例
    private Transform[] stars;

    void Start()
    {
        kernelHandle = shader.FindKernel("OrbitingStars");
        shader.GetKernelThreadGroupSizes(kernelHandle, out threadGroupSizeX, out _, out _);
        //根据圆球数量和线程组中的X线程数，计算出调用次数
        groupSizeX = (int)((starCount + threadGroupSizeX - 1) / threadGroupSizeX);

        //填充Buffer数据
        resultBuffer = new ComputeBuffer(starCount, sizeof(float) * 3);
        shader.SetBuffer(kernelHandle, "Result", resultBuffer);
        output = new Vector3[starCount];

        //根据圆球数量创建对应实例
        stars = new Transform[starCount];
        for (int i = 0; i < starCount; i++)
        {
            stars[i] = Instantiate(prefab, transform).transform;
        }
    }
}

Compute Shader中可读写的buffer

C#脚本中的内容，与上一章的基本相同，都是创建buffer并填充。但在Compute Shader脚本中有些许不同
在上一章中我们只是将数据从C#脚本传输到了Compute Shader中，这里我们需要在Compute Shader中计算一些假随机值，然后在C#脚本中获取buffer中的结果
这里就要使用到 RWStructuredBuffer，代码如下：

#pragma kernel OrbitingStars

RWStructuredBuffer<float3> Result;
float time;

float random(float value, float seed = 0.546)
{
    float res = frac(sin(value + seed) * 143758.5453);
    return res;
}

float3 random3(float value)
{
    return float3(random(value, 3.9812), random(value, 7.1536), random(value, 5.7241));
}

[numthreads(64, 1, 1)]
void OrbitingStars(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    float3 sinDir = normalize(random3(id.x) - 0.5);
    float3 vec = normalize(random3(id.x + 7.1393) - 0.5);
    float3 cosDir = normalize(cross(sinDir, vec));

    float scaledTime = time * 0.5 + random(id.x) * 712.131234;

    float3 pos = sinDir * sin(scaledTime) + cosDir * cos(scaledTime);

    Result[id.x] = pos * 2;
}

这里要注意，我们使用了 RWStructuredBuffer，这是一个可读写的缓冲区，可以让C#脚本获取到这个缓冲区中的计算结果数据
在 OrbitingStars方法中，我们做了上一章中圆环相似的伪随机，实现了球形围绕中心点旋转的效果

获取Buffer的计算结果

回到C#脚本，在Update方法中，我们先要将数据传输给Compute Shader，然后使用 ComputeBuffer.GetData 方法从Compute Shader中获取计算结果数据，代码如下：

using UnityEngine;

public class StarsTrans : MonoBehaviour
{
    ...

    private void Update()
    {
        shader.SetFloat("time", Time.time);
        //将数据传输给Compute Shader进行计算
        shader.Dispatch(kernelHandle, groupSizeX, 1, 1);
        //获取计算结果
        resultBuffer.GetData(output);

        //将计算结果依次赋值给每个球形
        for (int i = 0; i < stars.Length; i++)
        {
            stars[i].localPosition = output[i];
        }
    }

    private void OnDestroy()
    {
        resultBuffer.Dispose();
    }
}

此处要注意 OnDestroy中要主动释放掉ComputeBuffer，不然会造成内存泄漏，Unity会有警告

至此我们就完成了若干个小球围绕着一个中心点运动的效果，如下图：

在下一章中，我们尝试使用这一章与前一章所了解的Compute Shader Buffer内容，制作一个球形与立方体之间变换的效果

相关链接

RWStructuredBuffer