【UE渲染系统】一帧的渲染流程

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在UE插件中选择开启RenderDoc Plugin插件，在运行时使用来截帧，我们就能查看UE的渲染流程了。

0. 前置阶段

前置阶段主要就是视角变换、投影、初始化参数那一套东西…

可以参考：GAMES101: 现代计算机图形学入门（1）变换、光栅化、着色

1. PrePass（预渲染处理阶段）

我们可以在右边查看其渲染的深度图，可以看到其是一张一张深度图依次渲染的。

这里其实我们点进去是能看到各个Mesh的顶点信息和属性的。

而顶点数据明显就是在PrePass和BasePre阶段进行输入的；而AO、Lights、PostProcessing中，则主要使用屏幕空间的三角形进行输入。

2. BuildHZB

在下方BuildHZB中使用了HZB技术（Hierarchical Z-Buffer Occlusion Culling），就是使用Z-Buffer技术再根据对象的包围球半径，剔除在PrePass阶段中被其他对象遮挡的对象，在内部对mipmap分层，根据半径选择不同的层级的mipmap进行深度测试。

注意：这里的剔除是借助的ParallelFor的线性剔除而不是八叉树的方式。

3. BasePass

BasePass中进行渲染，如果场景中有5个物体，每个物体都进行5次光照计算的话，最终5×5=25次，而延迟渲染则是将光照渲染计算延迟进行，首先每次渲染，将会把物体的BaseColor（基础颜色），表面法线，粗糙度，像素深度等分别渲染成不同的图片，然后这5个光源再进行5次计算，最终只会计算5+5=10次。

可以看出，首先ClearRenderTargetView，清空出了7张RT来进行接下来的BasePass渲染，再BasePassParallel中平行进行了6次渲染。

上面即6次渲染的结果，当然实际上7张RT都有绘制，这里只展示前3张，可以发现人物被分为了3次渲染、1次圆球、1次地板、1次椅子一共6次渲染，这也是整个BasePass的过程。而BasePass中的SceneDepth就是在PrePass中的输出值。

渲染的shader代码是放在引擎的\UnrealEngine\UE_5.1\Engine\Shaders\Private当中的，我们可以找到BasePassPixelShader.usf文件，存放了BasePass主要的shader码。根据源码将材质中的参数取出，根据输入的Mesh的几何体信息，在BasePass进行渲染时生成对应的shader代码。

4. ShadowDepths

之后对其进行Shadowmap的生成。

5. DiffuseIndirectAndAO

AO：新版本中使用Lumen代替了部分AO的操作，添加了一层环境光遮罩

输入之前BasePass的A、B的RT以及SceneDepthZ，在其中计算出屏幕整体的法线贴图

这里不对Lumen进行分析，以后会在新的文章对Lumen进行详细分析，这里Lumen做了很多运算，生成了很多图，最后将AO叠加进去，最终得到了下面这张图。

6. Lights

我们场景中存在一个directionalLight，因此这里对该光源进行计算和阴影生成。

如果不是平行光的话就麻烦了，因为点光源（非平行光）的话，照到摄像机已经剔除的物体，这下就渲染不出来了。因此需要判断摄像机是否在光照几何体中，如果在里面，就会关闭深度测试。

7. 处理其他

场景中的特定光源处理完后，会处理体积云、大气、高度雾，最后进行透明体处理。

8. PostProcess（后处理）

以上，处理完毕后，输出结果仍是很糟糕，因此在后处理中进行反走样，曝光，调色等操作。

因此，在后续进行后处理操作。

最终生成还不错的效果。