Unity URP中的Single-Pass到底是什么

什么是URP相信大家都已经看过了很多的文章，这里就不再向大家详细解读URP了，只是简单的提一下：大家都知道，一直以来，unity使用的都是一套内置的渲染管线，全部写在引擎的源码里，大家基本不会能改动，所以过去的管线对于开发者来说，是很难进行定制的。而且对unity官方团队而言，应该也有很大负担，因为他们要在一个渲染管线里支持几十种平台，例如PC，主机，手机等，越来越多的平台支持无疑会使这套代码越来越臃肿，很难兼顾效率和效果，所以unity推出了一套新的基于脚本的渲染管线SRP（可编程渲染管线），主要把渲染管线拆分成两层：一层是比较底层的渲染API，另一层是渲染管线比较上层的描述，上层的代码使用C#来编写。在C#这层不需要关注底层在不同平台渲染API的差别，也不需要关心据图如何做一个Draw Call。

unity基于SRP提供了两套模板：一个是轻量级渲染管线LWRP（在unity2019.3中正式更名为URP（通用渲染管线）），一个是高清晰渲染管线HDRP。
高清渲染管线HDRP是全部基于Compute Shader，基于最新的硬件来开发的，可以达到顶尖的渲染效果。例如Unity的官方演示项目《异教徒》，它的效果非常惊艳。
另外一个渲染管线URP，主要是为了移动平台设计，也就是最流行的手机游戏平台，它可以达到更高的效率，然后可定制性也更好。

而我们在阅读官网URP文档，与内置渲染管线做对比的时候，会发现很重要的一个不同点就是，URP采用了Single-Pass的渲染方式。

我们知道Pass块的作用就是 Pass块使游戏对象的几何图形被渲染一次。我们可以找一个最简单明了的多pass效果来看一下，那就是unity下的毛发效果：Unity下的毛发效果

我们打开任意一个shader代码，就可以看到下边有超级多的pass块进行不断的渲染，所以才会呈现出多层mesh，也就是毛发的效果，每个shader都会进行一次渲染，所以我们在Unity的界面下就可以看到一个普通的球体，拥有了多层mesh，然后通过改变透明度，颜色等实现了毛发的效果（这里就不详细介绍毛发效果是如何实现了，有机会单独介绍）

我们可以把毛发相关的代码放在URP的工程下面，发现不管我们怎么调节毛发材质的选项，都只有一层mesh，打开framedebugger看一下渲染过程。我们可以断定，pass块只执行了第一个。

我们刚才已经了解到了，内置渲染管线支持多pass渲染处理，也就是刚才我们看到的毛发效果，但是urp下只支持single pass的处理方式，这个single-pass第一眼觉得是URP下的shader只能有一个pass块，但这样理解肯定是不对的，我们随便点开一个URP下的官方shader，都可以看到每个shader中都有好多pass块，分别用来渲染阴影等，而且每个pass块都打上了lightmode标签。那我们可以猜测，是不是我们在pass块中给每个pass块都设定一个lightmode标签，就可以执行了？我们可以试一下，给第一个pass块一个tag标签UniversalForward（URP渲染下的一个lightmode标签）。

之后再回到Unity，打开framedebugger看一下渲染过程，

发现此时已经进行了两次pass块的渲染，一个pass的标签是UniversalForward，另一个则么有标签，那我们再在第二个pass块上加上一个tag标签UniversalForward，再看一下framedebugger

可以看到此次渲染的是第0个和第2个，其中第0个pass块和第1个pass块都是相同的标签UniversalForward，我们把第一个pass块的tag标签换成SRPDefaultUnlit（URP下的标签之一）

可以看到两个pass都被正常渲染，而且两个pass的标签分别为UniversalForward和SRPDefaultUnlit。

那么我们现在应该可以猜到URP下的Sungle-Pass的渲染方式，应该指的是，相同的Tags标签，只会被执行一次，而不是说一个shader里面只能有一个Pass块。

那么URP下的标签又是在哪里定义的呢？我们可以在Packages文件夹下找到URP相关的代码，在DrawObjectsPass这个脚本下，发现有tag标签被加进了标签队列中

当然URP本质上就是SRP的一个模板，例如DrawObjectsPass这样的脚本我们完全可以自己去编写，来定义自己的渲染管线，我们现在可以尝试在DrawObjectsPass下，把一些我们自己定义的Tag标签名字加进去，例如

然后再毛发shader中添加我们自己的标签，发现被添加了Test1和Test2标签的pass块也都被正常执行了。（补充：最多只允许16个ShaderTag）

（以上均为博主自己的理解，如有错误，还麻烦在评论区指出，大家一起探讨研究）。

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