談起深度信息，我第一個反應就是陳嘉棟大大寫的# 神奇的深度圖：復雜的效果缔刹，不復雜的原理振湾，最近看到SSAO技術(shù)里面也會用到深度信息杀迹，去重建屏幕上像素在世界空間下的坐標，閱讀相關(guān)代碼時看到重建這個信息的代碼很簡單：

float depthTextureValue = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv);
//自己操作深度的時候押搪，需要注意Reverse_Z的情況
#if defined(UNITY_REVERSED_Z)
    depthTextureValue = 1 - depthTextureValue;
#endif
float4 ndc = float4(i.uv.x * 2 - 1, i.uv.y * 2 - 1, depthTextureValue * 2 - 1, 1);
float4 worldPos = mul(_InverseVPMatrix, ndc);
worldPos /= worldPos.w;

就是采樣深度圖树酪，將得到的數(shù)據(jù)對應到[-1,1]之間（坐標是在這個區(qū)間），然后乘以一個的逆矩陣大州，最后除以就好了续语。那么，這到底怎么來的厦画，這篇博客就來推導下疮茄。

首先對于這個問題，我們有哪些已知信息根暑，這是很重要的×κ裕現(xiàn)在已知屏幕上的像素坐標（用或者表達都行），深度信息也是已知的排嫌，矩陣已知則其逆矩陣也已知畸裳。到此，我們嘗試推導下能不能重建世界坐標淳地。

已知：怖糊，

下的現(xiàn)在已知帅容，那么我們只需要知道就能知道像素所對應的剪裁空間坐標，那么得到世界空間坐標就易如反掌了伍伤。

現(xiàn)在問題來了并徘，根據(jù)上面的已知條件，似乎沒法知道是多少啊扰魂。麦乞。。

這里其實我們已知的信息除了上面所說外阅爽，還有一個很重要的信息路幸，就是世界空間坐標下。有了這個以后付翁，我們就能繼續(xù)推導了简肴。

已知：，

那么：
=>
=> (式子1)

到了式子1這一步百侧，世界空間下的功能就要發(fā)揮出來了砰识。

已知：

那么：

為什么會這樣呢？是個標量佣渴，是個辫狼，有四個分量，其中的分量乘以是1辛润，以對應世界空間下膨处，所以有了式子1。

所以：

現(xiàn)在知道了砂竖，將它代入式子1就可以算出世界坐標了真椿。

最終：

現(xiàn)在代碼中的為什么要這么寫就應該很清楚了。

2020.11.26更新
上面的方法雖然直觀乎澄，但涉及到矩陣運算突硝，效率上會有些影響。那么有沒有不涉及矩陣運算也能得出世界坐標的方法呢置济？有解恰！具體代碼如下

float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, UnityStereoScreenSpaceUVAdjust(i.uv, _CameraDepthTexture_ST));
float3 wp = _WorldSpaceCameraPos.xyz + i.ray * Linear01Depth(depth);

我們需要一個相機在世界坐標下的位置，深度信息浙于，以及射線信息就能得出世界坐標了护盈。那么有人要問了，深度信息我知道羞酗，可以從深度圖中獲取腐宋，相機信息引擎也提供，那么這個射線信息是什么鬼呢？還有為什么這樣可以得出世界坐標呢脏款？
我們先來解決一個問題，上面這個式子怎么來的裤园。根據(jù)Secrets of CryENGINE 3 Graphics Technology這個PPT來看撤师，我們可以這么來理解。

上面是PPT中的原圖拧揽，下面我自己手繪了一下二維版的剃盾，這樣理解起來就相對容易。

作為攝像機淤袜，為遠剪裁面痒谴，前面那條豎線是近剪裁面（忘記標記名字了= =），我們需要算出點的位置铡羡，那么容易得到（為向量积蔚，即為我們想要計算的世界坐標），現(xiàn)在該怎么計算呢烦周？我們知道尽爆，如果將深度限制在空間中時，读慎，所以上面代碼在使用深度時使用Linear01Depth將深度轉(zhuǎn)換到空間下漱贱。并且由相似三角形定理得，現(xiàn)在夭委，那么幅狮，即為空間的深度，那么≈昃模現(xiàn)在問題轉(zhuǎn)化為怎么求崇摄，而這個代表著攝像機到屏幕上每個像素的射線。針對屏幕后處理來說蚂且，我們實際上只是在渲染一個Quad配猫，那么我們只需要通過攝像頭上的一些參數(shù)，將攝像機屏幕上的四個頂點計算出來杏死，然后利用光柵化的插值功能泵肄，即可得到我們想要的射線了。

C#計算四個頂點的代碼為

        cam = GetComponent<Camera>();
        cam.depthTextureMode |= DepthTextureMode.Depth;
        camTrans = cam.transform;

        Matrix4x4 frustumCornors = Matrix4x4.identity;
        float fov = cam.fieldOfView;
        float near = cam.nearClipPlane;
        float far = cam.farClipPlane;
        float aspect = cam.aspect;

        float fovWHalf = fov * 0.5f;

        Vector3 toRight = camTrans.right * near * Mathf.Tan (fovWHalf * Mathf.Deg2Rad) * aspect;
        Vector3 toTop = camTrans.up * near * Mathf.Tan (fovWHalf * Mathf.Deg2Rad);

        Vector3 topLeft = (camTrans.forward * near - toRight + toTop);
        float camScale = topLeft.magnitude * far/near;

        topLeft.Normalize();
        topLeft *= camScale;

        Vector3 topRight = (camTrans.forward * near + toRight + toTop);
        topRight.Normalize();
        topRight *= camScale;

        Vector3 bottomRight = (camTrans.forward * near + toRight - toTop);
        bottomRight.Normalize();
        bottomRight *= camScale;

        Vector3 bottomLeft = (camTrans.forward * near - toRight - toTop);
        bottomLeft.Normalize();
        bottomLeft *= camScale;

        frustumCornors.SetRow(0, bottomLeft);
        frustumCornors.SetRow(1, bottomRight);
        frustumCornors.SetRow(2, topRight);
        frustumCornors.SetRow(3, topLeft);

        mat.SetMatrix("_Ray", frustumCornors);

Shader這邊只要這樣處理就行了

SubShader {
        ZWrite Off 
        ZTest Always 
        Cull Off
        Pass {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "UnityCG.cginc"
            struct appdata {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            struct v2f {
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float3 ray : TEXCOORD1;
            };
            
            v2f vert (appdata v) {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv,_MainTex);
                o.uvDepth = v.uvDepth;

            
                int index = 0;
                if (v.uv.x < 0.5 && v.uv.y < 0.5){
                    index = 0;
                }else if (v.uv.x > 0.5 && v.uv.y < 0.5){
                    index = 1;
                }else if (v.uv.x > 0.5 && v.uv.y > 0.5){
                    index = 2;
                }else{
                    index = 3;
                }
             

                o.ray = _Ray[index].xyz;
                return o;
            }
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {
                float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, UnityStereoScreenSpaceUVAdjust(i.uv, _CameraDepthTexture_ST));
                float3 wp = _WorldSpaceCameraPos.xyz + i.ray * Linear01Depth(depth);

                return fixed4(wp,1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }

參考
Unity Shader 深度值重建世界坐標
Unity Shader-深度相關(guān)知識總結(jié)與效果實現(xiàn)（LinearDepth淑翼，Reverse Z腐巢，世界坐標重建，軟粒子玄括，高度霧冯丙，運動模糊，掃描線效果）
How to go from device coordinates back to worldspace in OpenGL (with explanation)