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What's hot
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《SRP到URP从原理到应用》
- 2. 致敬一下大佬 • 我在学习URP的过程中谷歌搜索问题，每次都能看到Phli_lira的详细回答。 • 原来URP、Shader Graph就是他开发的。 • 他是Unity首席图形程序，全面负责Unity渲染管线开发 • 通过他在论坛里讲的我学到了很多，也帮助了很多人。 • 给大佬点赞~ 费利佩·里拉
- 4. 内置渲染管线 • Unity目前已经支持将近30个计算平台 • 意味着内置渲染管线必须同时支持这30个计算平台 • 内置渲染管线越来越臃肿不堪 • 引擎每次对特定平台的管线修改都必须考虑其他平台的兼容性（肯定各种if else条件判断） • 内置渲染管线无法对开发者提供一些定制化修改接口 • 普通开发者无法去学习渲染管线，导致大部分开发者这块的知识都很匮乏，不利于个人成长
- 5. SRP可编程渲染管线 • C++调用渲染API （如OpenGL ES）的接口尽可能做到浅封装 • C++浅封装的渲染接口绑定到C#中 • C#这边就可以整体控制渲染管线的流程，从而实现可编程渲染管线 • SRP并没有直接提供类似对接OpenGL ES的接口，所以并不能为所欲为，有些东西依然是做不到的。 • 基于SRP基础Unity开发了URP和HDRP，这样在性能高端的PC主机上可以使用更好的渲染效果。 • 未来在手机上也可以支持HDRP，HDRP上的好效果也可以自行移植到URP • 渲染管线是跑在CPU上的而非GPU，GPU硬件也有一套自己的渲染管线，两者是不同的
- 7. SRP渲染管线底层渲染接口 • 平截头体裁剪结果，C#传入摄像机位置FOV参数，C++返回结果（结果中并不会告诉你那些物体被剔除那些物体没 有被剔除），我们无法干预 • 渲染设置，C#传入参数，例如Before After Transparent 层、不透明物体从前向后绘制，实际执行还在C++中 • 裁剪设置，在平截头体裁剪结果二次裁剪，如果设置某个层不渲染，SortingOrder的区域
- 8. 裁剪 • 即使CPU不做裁剪GPU也会去裁剪，但是全靠GPU裁剪是有问题的。 • 假如有1000W个Mesh顶点传入GPU以后，必须每个顶点着色器都执行完毕后才知道顶点是否落在 显示区域内才能做裁剪，可是大部分顶点着色器都是白白浪费了性能。 • 模型顶点数据在传入GPU之前CPU这边就需要进行裁剪，减少传入GPU的数据。 • 通过摄像机对象获取裁剪参数
- 9. 裁剪定制化 • 阴影问题，模型没有落在镜头（平截头体裁）内，但是它产生的阴影有可能落在镜头内 • 点光问题，点光没有在（平截头体裁）内，但是它衰减的部分会落在模型上 • 模型、光源都会在CPU进行裁剪，cullingResults就会返回结果 • 光源数量问题， 1直光 8 (4 for GLES2). Can be point, spot, and directional Lights. • 以上参数可以在C#中配置，实际的裁剪还需要在C++里进行
- 10. 裁剪 • 注意右上图的点光，它在平截头体外，但是光源衰减会影响到右侧立方体，所以不能被裁掉 • 裁减掉光源会大量减少Shader中的计算量 • cullResult包含裁剪过的光源以及反射探头，至于怎么裁剪这些都是在C++代码中做的。
- 13. 排序 比如： 半透明物体渲 染 指定Render Pass执行顺序 指定半透明物 体绘制顺序 从后向前绘制 提交GPU绘制 不同Pass依次按 顺序根据 Render Pass Event进行排序
- 15. Draw Call 1 Set pass call SRP BATCHER准备 Draw Call 2 • 在学习SRP Batcher之前需要先了解Set Pass Call 和Draw Call的区别。 • Set Pass Call表示渲染状态，如何开始渲染，例如设置网格、Shader中的参数 • Draw Call则表示根据当前的渲染状态继续绘制 Set pass Call Draw Call 1 Set pass Call Draw Call 2 绘制两个半透明物体，因为 Pass的颜色不同，渲染状态则 不同,所以需要2次Set Pass Call 2次Draw Call 渲染状态一样，所以只有1次Set Pass call 2次Draw Call 上例子同样都是2次Draw Call 但渲染的代价是不同的 从效率优化的角度来说也应该要尽量减少Set Pass Call 其次是Draw Call
- 16. SRP BATCHER准备DRAW CALL • 传统方式每一次Draw Call依然会有很多事情要做 • SRP Batcher这边不需要数据收集以及提交，直接绑 定，说明数据已经在GPU中 收集数据 提交数据 绑定数据 材质不同时,新开Set Pass Call Shader变种不同时才新开Set Pass Call
- 17. SRP BATCHER原理 • 模型的渲染状态包括，位置信息、渲染材 质参数信息 • 模型可能每帧都会移动坐标，但不会每帧 都修改材质参数信息吧 • SRP Batcher的原理就是将位置信息和材质 信息分开，只有真正变化时才会提交 • GPU内存中会保留着上一次的数据 每个材质中的变量都保存在CBUFFER中，Mesh网格可以不同，材质也可以不同，只要执行 的Shader一样，就不会打断SRP Batcher。
- 18. SRP BATCHER使用 所有参数包裹在 CBUFFER中 • SRP Bather并不会减少Draw Call • 它可以优化每个Draw Call的效率 • 不同的材质或者多Pass的Shader都会打断SRP Batcher
- 19. 将现有项目转到URP中 • Builtin渲染管线的一部分功能URP目前暂时不支持 • 如果使用Unity自带的shader，如 standard标准shader可以一键升级 • 自定义shader需要自己修改，否则无法支持SRP Batcher • 在同一个shader中不能添加多Pass（这会打断渲染状态，方便不代表效率高） • 使用Render Feature和Render Pass 实现多Pass的效果 • Post-Process V3后处理以及拓展 • 线性空间转换（美术抵制的问题）
- 20. URP管线与BUILTIN管线区别 Builtin管线 URP管线 Light Limits Main Directional Light Per Object Per Camera 1 Unlimited Unlimited 1 8 (4 for GLES2). Can be point, spot, and directional Lights. 256 (16 for GLES 3.0 or lower, 32 on other mobile platforms) Realtime Shadows Directional Spot Point Area Yes Yes Yes Not supported Yes - only 1 Yes In research Not supported Shadow Mask Yes In research (unity2020支持) Shading Multiple Passes Single Pass 更多区别参考 https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.render- pipelines.universal@10.1/manual/universalrp-builtin-feature-comparison.html
- 21. 多PASS问题 • URP 中Shader最终只能执行2个Pass • 修改URP源码可以执行更多Pass（前面我们已经讲 过这种效率低所以才被URP废弃） • 比如常用的描边、毛发等读需要多Pass的支持 • 如何才能有效的支持SRP Batcher以及多Pass呢？ • 最简单的办法就是使用URP自带的RenderObjcts
- 22. RENDEROBJCTS • Event渲染顺序，这个前面我们讲过 • Filters就是过滤器，这里设置不透明物体，和一个特殊的 层。 • 如果用层就很麻烦了，比如所有Actor层都需要描边，现 在有一个角色不想描边，这就不行了。 • Overrides 设置材质，以及需要执行Pass的Index。 • Depth深度测试参数和Stencil模板测试参数。 • Camera调整针对的渲染视角FOV，后面会详细介绍
- 25. CUSTOM RENDER PASS • 因为我们自定义RenderPass不希望被层所限制，所以就无法使用URP自带的方法,这样得自己来处 理裁剪.（摄像机看不到的地方被CPU裁剪） • 主线程裁剪 • 利用JobSystem多线程中裁剪
- 29. SRP BATCHER与GPU INSTNCING区别 • m_BatchRendererGroup.AddBatch • cmd.DrawMeshInstanced() • 前面介绍了这两个渲染接口，遗憾的是它们只支持GPU Instancing，前者没有渲染1024个限制（其 实是分成了多次提交），并且支持Job多线程裁剪（需要自己写代码） • SRP Batcher并没有提供代码级的渲染接口，必须是GameObject在Hierarchy视图里的才支持 • GPU Instancing虽然节省了Draw Call，但是如果MaterialPropertyBlock的数据过大可能还不如SRP Batcher • 大家也可以自行测试。
- 31. URP 内置的RENDERPASS • 出于定制的角度，大家完全可以修改内置的Pass来达到最优化 • 每一步Pass后都可以抓取屏幕Blit到贴图中自己使用（扰动、模糊等） • Blit可以降低分辨率执行且多次操作，比GrabPass更具有优势（GrabPass已经被URP废除）
- 34. 把数据传递给GPU-顶点数据 • Hiearchy视图中的游戏对象 • Graphics.DrawMeshInstanced 等一系列API (-0.5,0.5,-0.5) (0.5,-0.5,-0.5) [ 1,0,0,10 0,2,0,200 0,0,3,340 0,0,0,1 ] 模型世界矩阵 老管线 C++中将unity_ObjectToWord M矩阵传入，在 C++中我们没法改 C#中将VP矩阵传入，就有了修改它的可能
- 36. 完整流程 • URP每个摄像机会绑定Universal Additional Camera Data，就是对原本Camera 组件保存信息的拓展 • 遍历每个摄像机传入每个摄像机的VP矩阵。 • 讲这个的原因就是为了引入动态FOV的功能 • 有时候需要在顶点着色器转世界矩阵、转视图矩阵、也需要单独传入V 和 P矩阵
- 38. URP升级指南 • From Built-in to URP 固定管线转URP方法 • 一键升级，自定义shader需要自己处理
- 39. GRABPASS • URP禁用了Grab Pass • Grab Pass就是带宽杀手，比如一个Blur模糊操作， Grab Pass至少需要横向纵向抓2次，而且无法 减低分辨率 • Grab Pass优点就是随时都可以抓屏，比如在2层UI之间做Blur这种 • URP做起来就比较麻烦了，但是URP效率高，接着我们讲讲原理
- 43. 渲染流程-清空缓冲区 • 每帧会分配临时缓冲区用于shadowmap（可复用RT） • Clear (color + z + stencil) 清空所有颜色以及深度 • MainLightShadowCasterPass中设置ClearFlag和Color • 前面提到的Execute就会执行SetRenderTarget 每个Pass可以决定是否要清空缓冲区，颜色或深 度、可以单独配置，这快性能完全掌握在自己 手里。
- 44. 渲染流程-SHADOW MAP • ShadowMap每帧会保 存在临时RT中 • 意味着可以随时访问 shadowMap颜色缓冲 • 对它起了一个别名 • Shader中也可以方便对 它进行采样
- 45. 渲染流程-渲染到缓冲区 • 向缓冲区RT上绘制 • 自定义Pass可以穿插在任 意位置 • 意味着可以随时访问颜色 RT缓冲 • 也可以根据情况Blit 到RT中 • 注意， （_CameraColorTexture） 并非渲染缓冲区，以下都 简称颜色RT 真正的渲染缓冲区
- 49. 渲染流程-UI • 绘制UI，继续向颜色RT上画 • UI使用单独摄像机，使用Camera Stacking 叠上去。 • UI不使用后处理
- 50. 渲染流程-FINAL BLIT • Final Blit 负责将颜色RT最终Blit到颜色缓冲中 • Blit(_CameraColorTexture, CameraTarget， material); • 判断设备是否支持SRGB转换 不支持就在 Blit .shader里进行伽马矫正 • 如果支持SRGB转换就直接Blit，但是这完全 是多余的一次Blit可以考虑优化掉
- 54. POST-PROCESSING V3 • V2同时支持老管线和URP管线 • V3只支持URP管线，它并不需要兼容老管线，性能会更加优化 • V3直接内嵌在URP管线中了 • 绑定Volum组件添加对应后处理就可以 • 每个后处理的执行顺序是被写死在URP里的
- 55. 后处理拓展 • 在不修改URP源码的情况下，自定义后处理效果只能 放在V3后处理的前面或后面执行 • 创建自定义RenderFeature • 这里我们设置自定义Blur效果在V3后处理之前
- 56. 后处理拓展 • 因为我们干掉了FinalBlit，这里的后处理要给颜色RT上画，并非颜色缓冲画。 • 这样V3后处理结束的时候将颜色RT直接写入颜色缓冲中。 • UI继续往上叠，和之前的流程一样 • 自定义Feature中要将_CameraColorTexture 颜色RT传进去
- 57. 后处理拓展
- 60. 结束 • 讨论