Unity Shader 学习笔记（12） 渲染路径（Rendering Path）

Unity Shader 学习笔记（12） 渲染路径（Rendering Path）

参考书籍：《Unity Shader 入门精要》
官网API：ShaderLab: Pass Tags
官网API：Rendering Paths

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渲染路径

决定了光照如何应用到Unity Shader中。

Pass块内可选择的渲染路径：

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前向渲染路径（Forward）

是传统的渲染方式。
原理：渲染该对象的渲染图元，计算两个缓冲区信息（颜色缓冲区、深度缓冲区）。利用深度的缓冲判断片元是否可见，可见就更新颜色缓冲，否则就丢弃。
　　如果有N个物体受M个光源影响就需要N*M个Pass。渲染引擎通常会限制每个物体的逐像素光照数目。

三种处理光照方式：

• 逐顶点处理。
• 逐像素处理。
• 球谐函数（Spherical Harmonics, SH）处理。

Unity使用的判断规则：

• 场景中最亮的平行光按逐像素处理。
• Render Mode 为 Not Important的光源，会逐顶点或者SH处理。
• Render Mode 为 Important的光源，会逐像素处理。
• 如果上面得到的逐像素光源小于Quality Setting中的逐像素光源数量，会有过更多光源以逐像素的方式进行渲染。

前向渲染两种Pass：

• Base Pass。一般一个Unity Shader定义一个（双面渲染的话两个），执行一次。
• Additional Pass。如果有N个光源影响该物体，就会执行N次。

前向渲染可以使用的内置光照变量和函数：

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顶点照明渲染路径（Vertex）

即逐顶点计算光照。硬件配置要求最低，运算性能最高，效果最差的类型，不支持逐像素效果（如：阴影、法线映射、高精度高光反射等）。

顶点照明渲染可以使用的内置变量和函数：

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延迟渲染路径（Deferred）

使用额外的缓冲区（G缓冲，Geometry-buffer），存储离摄像机最近的表明的其他信息（表面法线、位置、材质属性等）。避免前向渲染在大量实时光照下时的性能急速下降。实现就用两个Pass，与场景光源数目无关，而是和屏幕空间大小有关。

主要包含两个Pass：

1. 第一个Pass：只计算哪些片元可见（深度缓冲技术），可见的就存到G缓冲中。
2. 第二个Pass：利用G缓冲中的片元信息，计算光照。

缺点：

• 不支持真正的抗锯齿（anti-aliasing）功能。
• 不能处理半透明物体。
• 显卡必须支持MRT（Multiple Render Targets）、Shader Mode3.0及以上、深度渲染纹理以及双面的模版缓冲。

G缓冲区所包含的渲染纹理：

延迟渲染可以使用的内置变量：