图形渲染基础-Unity渲染管线介绍

Unity中的渲染管线渲染场景主要分为三个阶段

  •     剔除(Culling)

剔除摄像机不可见对象(视锥体剔除Frustum Culling)和被遮挡对象(遮挡剔除Occlusion Culling)。

  •     渲染(Rendering)

将可见对象经过一系列计算(如光照计算)后绘制到像素缓冲区中。

  • 后期处理(Post-Processing)

对像素缓冲区上的颜色执行后期处理操作(如景深),生成最终的输出帧。

Unity提供四种渲染管线

  • 分别为内置渲染管线(Built-in Render Pipeline)
  • 通用渲染管线(Universal Render Pipeline,URP)
  • 高清渲染管线(High Definition Render Pipeline,HDRP)
  • 可编程渲染管线(Scriptable Render Pipeline,SRP)

不同的管线具有不同的特性和限制。

内置渲染管线提供了两种渲染路径可供选择,分别是前向渲染路径(Forward Rendering Paths)和延迟渲染路径(Forward Rendering Paths)。

    在使用(多通道)前向渲染路径时,场景中的所有对象都是按顺序渲染的。每个对象根据受到的光源数量可能在多个通道中渲染,因此当光源较多时,渲染成本会急剧上升。这种类型的渲染通常提供了各种各样的着色器,并且可以轻松地处理透明度。
    在使用延迟渲染路径时,所有不透明几何体先渲染到缓冲区。然后在延迟通道中,每个像素按顺序着色。渲染顺序主要取决于像素受到的光源数量。对于透明物体以及某些使用了复杂着色器的对象,仍然需要额外的前向渲染通道。这种类型的渲染通常用于处理包含许多动态光源的场景。

HDRP是一种混合了前向和延迟渲染的瓦片/簇渲染管线。HDRP提供了先进的渲染和着色功能,是专为要求逼真视觉的PC和高端游戏主机项目设计的。

    瓦片是帧中的一个小型二维方形像素几何,而簇则是摄像机视锥体中的一个三维几何体。不管是瓦片还是簇,它们的渲染技术都依赖于一个光源列表,可以在一个单独的通道中根据这个列表进行光照计算。
    不透明对象多使用瓦片系统进行着色,而透明对象的着色则多使用簇系统。
    与内置渲染管线相比,HDRP的光照处理更快,带宽消耗更少。

URP是一种快速的单通道前向渲染管线,被设计用于不知此计算着色技术的低端设备。URP可以为中端设备提供更高质量的图形性能,有时性能消耗甚至低于内置渲染管线。URP根据每个对象来剔除光线,并允许在单个通道中计算光照,这会降低Draw Call。此外,URP也支持2D渲染和延迟渲染。

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