Unity URP渲染管线---自定义渲染详解(入门)

 

    本篇文章主要介绍URP自定义渲染RendererFeature、RendererPass的使用，并详细解析继承下来的每个方法什么时候会被调用，基础的URP请参考这位博主文章：https://blog.csdn.net/qq_30259857/article/details/108318528。

测试demo效果

 

RendererFeature、RendererPass使用

在使用URP的时候先在PackageManager上导入Universal RP

1、当RendererFeature、RendererPass创建好（怎么搞后面说）

2、在Assets中创建URP配置资产，右键Assets/Create/Rendering/Universal Render Pipeline/Pipeline Asset

3、然后再Assets上会出现2个资产文件，在AddRendererFeature上添加第一步创建的RendererFeature，这样这个feature才会被这个配置资产所激活

4、在ProjectSettings上将URP配置加到渲染管线设置，这样系统将会切换到URP管线渲染，渲染配置使用该配置。

 

RendererFeature、RendererPass详解

如何使用（先知道怎么用，后面详解继承的每个方法）：

1、创建Feature并继承ScriptableRendererFeature,实现Create方法，RenderFeature被创建的时候调用，我们在这里创建RendererPass，这里public成员会被显示在配置面板上。

2、AddRenderPasses，这个每帧都会被调用，我们在这里将Pass添加到渲染队列里面，

3、创建的Pass需要继承ScriptableRenderPass，在构造函数我们设置一下这个Pass在哪个阶段被执行，同时我们初始化一张RT用来本次案例使用。

4、Pass脚本中，Exceute函数会在执行这个Pass的时候调用，这里我们创建一张RT，然后将当前屏幕显示的内容通过我们的着色器修改后输出到创建的RT上，然后再输出回屏幕，最后执行这些操作。在所有渲染结束的时候FrameCleanup方法会被调用，在这里将之前创建的RT注销掉。

 

RendererFeature详解

继承ScriptableRendererFeature这个类创建Feature，可以实现3个方法，它们的执行顺序：Create、AddRenderPasses、Dispose。

1.void Create()

      在父类上在OnEnable和OnValidate上调用，OnValidate是脚本被加载或Inspector 中的任何值被修改时调用。

2.void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)

     在UniversalRenderPipeline脚本中RenderSingleCamera中开始调用，  RenderSingleCamera就是渲染单个摄像机的内容。

  

     然后是ForwardRenderer脚本，这个脚本就是管线配置的RendererList所处理的内容，这里可以是延迟渲染等其他自定义的渲染。

     在ForwardRenderer里有两种情况，一种是只渲染不透明物体和半透明物体的情况，这个时候就先将自定义的feature加入队列，然后分别将不透明、天空、半透明加入队列。

     还有一种就是正常流程情况，就直接加入队列啦，排序渲染的时候会根据枚举排序的。

 

     这是ForwardRenderer脚本父类ScriptableRenderer的AddRenderPasses方法，在这里执行。

参数ScriptableRenderer，脚本解释是渲染器，执行渲染操作、剔除等。

参数RenderingData，存储了相机相关的数据、剔除结果、灯光数据等。

3. void Dispose(bool disposing)

跟踪到最开始有3中情况调用，都在UniversalRenderPipelineAsset管线配置处理的脚本中。

首先管线脚本被加载或有任何更改的时候调用

管线脚本不激活的时候调用

在所有Feature被创建之前调用，也就是说Create之前会先调用，参数永远为true，官方这么传递，日后可能会有其他用途。

 

RendererPass详解

继承ScriptableRenderPass这个类，可以实现6个方法，它们的执行顺序：OnCameraSetup、 Configure、Execute、FrameCleanup、OnCameraCleanup、OnFinishCameraStackRendering

1.OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData)

第一个被执行，可以看到，在相机等数据刚准备好的时候调用，其意思很明显就是是不是有一些数据要对RenderingData做修改或填充。

2. void Configure(CommandBuffer cmd, RenderTextureDescriptor cameraTextureDescriptor)

    在执行RenderPass渲染的时候首先被执行，其实在这里就可以开始插入渲染了（CommandBuffer）。RenderTextureDescriptor从字面上就知道是当前相机渲染了什么在屏幕上的一张RT。

Unity将所有RenderPass分成了4个块分批渲染，这不在本篇文章讨论范围。

 

3. void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)

    在执行完所有Pass的Configure后立马就执行Execute操作，我们所有的自定义渲染都在这里面操作。ScriptableRenderContext是执行渲染操作的一个类，URP上裁剪完后的数据其实是这个脚本在管理，而不是ScriptableCullingParameters。

 

4. void FrameCleanup(CommandBuffer cmd)

在执行完所有Pass的Exceute后调用，也就是渲染完毕。

5. void OnCameraCleanup(CommandBuffer cmd)

    他是FrameCleanup执行完后立刻执行。

6. void OnFinishCameraStackRendering(CommandBuffer cmd)

    他是所有Pass的Cleanup执行完后最后才执行。

Demo代码：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class RendererFeatureTest : ScriptableRendererFeature
{
    //会显示在资产面板上
    public Color m_Color = Color.red;

    RendererPassTest m_Pass;

    //feature被创建时调用
    public override void Create()
    {
        m_Pass = new RendererPassTest();
    }
   
    //每一帧都会被调用
    public override void AddRenderPasses(UnityEngine.Rendering.Universal.ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
    {
        //将当前渲染的颜色RT传到Pass中
        m_Pass.Setup(renderer.cameraColorTarget, m_Color);
        //将这个pass添加到渲染队列
        renderer.EnqueuePass(m_Pass);
    }

    //一帧渲染完最后调用
    protected override void Dispose(bool disposing)
    {
        base.Dispose(disposing);
    }
}

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class RendererPassTest : ScriptableRenderPass
{
    Color m_Color;

    Material m_Mat = new Material(Shader.Find("Hidden/URPBaseTest"));

    //RT的Filter
    public FilterMode filterMode { get; set; }

    //当前阶段渲染的颜色RT
    RenderTargetIdentifier m_Source;

    //辅助RT
    RenderTargetHandle m_TemporaryColorTexture;

    //Profiling上显示
    ProfilingSampler m_ProfilingSampler = new ProfilingSampler("URPTest");

    public RendererPassTest()
    {
        //在哪个阶段插入渲染
        renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingOpaques;

        //初始化辅助RT名字
        m_TemporaryColorTexture.Init("URPBaseTest");
    }

    public void Setup(RenderTargetIdentifier source, Color color)
    {
        m_Source = source;
        m_Color = color;
        m_Mat.SetColor("_Color", m_Color);
    }
    
    public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
    {
        CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get();
        //using的做法就是可以在FrameDebug上看到里面的所有渲染
        using (new ProfilingScope(cmd, m_ProfilingSampler))
        {
            //创建一张RT
            RenderTextureDescriptor opaqueDesc = renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor;
            opaqueDesc.depthBufferBits = 0;
            cmd.GetTemporaryRT(m_TemporaryColorTexture.id, opaqueDesc, filterMode);

            //将当前帧的颜色RT用自己的着色器渲处理然后输出到创建的贴图上
            Blit(cmd, m_Source, m_TemporaryColorTexture.Identifier(), m_Mat);

            //将处理后的RT重新渲染到当前帧的颜色RT上
            Blit(cmd, m_TemporaryColorTexture.Identifier(), m_Source);
        }
        //执行
        context.ExecuteCommandBuffer(cmd);

        //回收
        CommandBufferPool.Release(cmd);
    }
    public override void FrameCleanup(CommandBuffer cmd)
    {
        base.FrameCleanup(cmd);
        //销毁创建的RT
        cmd.ReleaseTemporaryRT(m_TemporaryColorTexture.id);
    }
}

Shader "Hidden/URPBaseTest"
{
	Properties
	{
		_MainTex("ScreenTexture", 2D) = "white" {}
		_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
	}
	SubShader
	{
		Tags { "RenderType" = "Opaque" }
		LOD 100

		Pass
		{
			 HLSLPROGRAM
			#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag

			struct Attributes
			{
				float4 positionOS : POSITION;
				float2 uv:TEXCOORD0;
			};

			struct Varyings
			{
				float4 positionCS : SV_POSITION;
				float2 uv:TEXCOORD0;
			};

			float4 _Color;
			sampler2D _MainTex;
			float4 _MainTex_ST;

			Varyings vert(Attributes v)
			{
				Varyings o = (Varyings)0;

				VertexPositionInputs vertexInput = GetVertexPositionInputs(v.positionOS.xyz);
				o.positionCS = vertexInput.positionCS;
				o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
				return o;
			}

			half4 frag(Varyings i) : SV_Target
			{
				half4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
				return lerp(col, _Color, 0.2);
			}
			ENDHLSL
		}
	}
}