Unity-TA 成长之路（一）初识渲染管线

1、渲染管线简介

渲染管线（Rendering Pipeline）其实就是GPU渲染流程。就是在一个三维坐标系下，基于一个视点，给定三维物体、光源以及照明模式、纹理等信息，如何绘制一幅呈现在视点画面中的二维图像的过程。

Unity官方的简介是这样的：

渲染管线执行一系列操作来获取场景的内容，并将这些内容显示在屏幕上。概括来说，这些操作如下：

剔除
渲染
后期处理

2、渲染管线分类

经过Unity的不断迭代，现在留下的是两套：Built-In Render（内置渲染管线）和SRP（Scriptable Render Pipeline，可编程渲染管线）。

Built-In Render，兼容性较好，支持全平台，带来的弊端是效果并不是太好。

SRP是可编程渲染管线技术，可用C#脚本定制Unity的渲染过程，但自己定制渲染管线对编程要求很高，难度大，所以Unity提供里2个预制的管线：通用渲染管线URP（Universal Render Pipeline）和高清渲染管线HDRP（High Definition Render Pipeline），基本上涵盖了我们所有的需求，使用时不需要太底层的技术要求。

3、渲染管线对比

只找到了如下的对比如，基于Unity2018.3的：

接下来也主要针对这两种渲染管线做一些对比说明（关于图中的具体细节对比，后面再展开研究）：

URP（前身为Lightweight Render Pipeline --- LWRP轻量级渲染管线）专注于性能，偏向移动端和低端机器，它拥有很多HDRP相同的功能，但为了在所有平台达到更好的性能，其做了一定的缩减，但这并不意味着URP做不出漂亮的东西。

HDRP专注于高端图形渲染，以画面为主 , 偏向高端机器和影视，但要想得到完成利用HDRP的完美表现能力，需要大量的贴图，漫反射贴图、高光贴图、金属贴图、平滑贴图、AO贴图、法线贴图、凹凸贴图、高度贴图，所以不是对效果有特别大需求的话慎入。

两者最大的区别是对光照的支持，HDRP提供高级和丰富的光照功能，比如实时全局光照（RealTime GI），能够模拟光线反射、体积光、能模拟光穿过空气中的粒子，还有重头戏的光线跟踪，一种新的光线反射和阴影渲染技术，其原理是跟踪光线在场景中放射的路径，模拟光线在真实世界里与物体交互的效果，这技术对硬件性能非常高，但能产生非常逼真的效果，可以直接用来做电影级别的预渲染作品。

另外一个区别是Shader，HDRP提供一系列高端的shader特效，例如高度、细节和parallax Maps，分别用于纹理的位移、细节和深度模拟，它还支持子面散射，用于模拟光线穿过很薄的物体，比如皮肤和衣物，它提供了高级的shader，像是stacklit，能够让你同时使用多个材质的属性，比如子面散射、彩虹色、各向异性和模糊参数化。

对于后处理效果，两者不相伯仲，HDRP独占的最重要效果，包括AO（环境光遮蔽）、自动曝光（模拟人眼适应不同光线条件的能力）、屏幕空间反射（模拟基于屏幕上可见物体的反射）。URP的AO支持已经在做了，但好东西不是都在HDRP，2D光照和阴影就是URP独占的，所以如果你在做2D游戏，就选URP。

另外两个管线都支持一个很Cool的特效---相机堆叠，让你能够同时用多个相机渲染。

4、渲染管线的资源创建（以URP为例）

（1）导航到 Windows > Package Manager。

（2）Packages选择Unity Registry。

（3）找到Universal RP，Install。

（4）Project面板，右键，Crate > Rendering > Universal Render Pipeline > Pipeline Asset （Forward Renderer）。

5、切换渲染管线

5.1 激活内置渲染管线

要将活动渲染管线设置为内置渲染管线，必须告知 Unity 我们未使用任何基于可编程渲染管线的渲染管线。当我们从项目设置中删除所有这些引用后，Unity 默认使用内置渲染管线。

为此需要执行以下操作：

（1）导航到 Edit > Project Settings > Quality，从而打开 Quality Settings 窗口。

（2）对于每个质量级别，将 Render Pipeline 字段设置为 None。

（3）导航到 Edit > Project Settings > Graphics，从而打开 Graphics Settings 窗口。

（4）将 Scriptable Render Pipeline Setting 字段设置为 None。

5.2 激活基于 SRP 的 URP、HDRP 或自定义渲染管线

要将活动渲染管线设置为基于 SRP 的渲染管线，我们必须告诉 Unity 要使用哪个渲染管线资源。渲染管线资源是一种资源，其中包含有关要使用的渲染管线以及如何配置该渲染管线的数据。

我们可以拥有多个渲染管线资源，让 Unity 以不同配置使用同一渲染管线；例如，可能有一个适合高端硬件的设置，一个适合低端硬件的设置。

在 Unity 编辑器中：

（1）导航到 Edit > Project Settings > Graphics，从而打开 Graphics Settings 窗口。

（2）在 Project 文件夹中，找到要使用的渲染管线的渲染管线资源。

（3）将渲染管线资源拖放到 Scriptable Render Pipeline Setting 字段。这样定义了默认渲染管线，在给定质量级别没有覆盖值时，Unity 使用该管线。

（4）可选，要为不同的质量级别使用不同的渲染管线资源：导航到 Edit > Project Settings > Quality 打开 Quality Settings 设置窗口。

（5）可选，要为不同的质量级别使用不同的渲染管线资源：对于每个质量级别，将渲染管线资源拖放到 Render Pipeline 字段。

在 C# 代码中：

我们以使用 C#代码设置渲染管线资源。可以在 Unity 编辑器中以编辑模式或运行模式运行此代码，或者在构建的播放器中在运行时运行此代码。

由于 SRP 是高度可配置的，因此更改活动的渲染管线资源可能会导致更改差异很大（例如从 URP 切换到 HDRP）。在运行时更改渲染管线资源的性能成本相应地有所不同。

请注意，切换到新的渲染管线资源会使 Unity 销毁当前的渲染管线实例，并调用新渲染管线资源的 CreatePipeline() 方法。根据 SRP 中的代码，此操作可能在计算上是资源密集型操作。

以下示例代码显示了如何设置存储在GraphicsSettings.renderPipelineAsset中的默认渲染管线资源。

请注意，如果已在项目的 Quality Settings 为渲染管线资源指定了质量级别，则当前质量级别的渲染管线资源将覆盖默认渲染管线资源。可以如以下代码所示的方式在 C# 代码中使用 QualitySettings-renderPipeline API 进行更新。

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class SwitchRenderPipelineAsset : MonoBehaviour
{public RenderPipelineAsset exampleAssetA;public RenderPipelineAsset exampleAssetB;void Update(){if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A)){GraphicsSettings.renderPipelineAsset = exampleAssetA;Debug.Log("Default render pipeline asset is: " + GraphicsSettings.renderPipelineAsset.name);}else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.B)){GraphicsSettings.renderPipelineAsset = exampleAssetB;Debug.Log("Default render pipeline asset is: " + GraphicsSettings.renderPipelineAsset.name);}}
}