#|Unity - 可编程渲染管线(Scriptable Render Pipeline) #|Unity开发之路

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SRP解决了什么问题
SRP Asset
SRP Instance
SRP Context
SRP 中的渲染
Culling
Drawing
SRP 中的 XR
摄像机组件
Free Camera
Camera Switcher

可编程渲染管线解决了什么问题？可编程渲染管线是一个可以通过代码控制渲染的方式的管线。
问题传统Unity提供了一系列的内置管线供我们使用。包括前向渲染和延迟渲染。这些渲染方式是传统渲染黑盒子的缺点：

它们只能按照他们本身设计的程序执行
它们很一般，它们需要做每一件事，而不能掌控任何流程
它们不可配置。只能在预设的位置注入一些指令
拓展性和可修改性有限，内部较小的修改可能导致外部较大的变化
由于改变破坏项目的行为产生Unity无法修复的Bug

解决 SRP Core API 解决了上面描述的问题。其将渲染流程从原来的黑盒转向可控制、预制件、可编程的方向。
SRP Asset SRP Asset本身是一个ScriptableObject，我们可以对其进行保存和版本控制。在GraphicsSetting中进行设置，Unity会使用SRP提供的渲染设置。SRP Asset提供了配置渲染管线的接口，当Unity实现第一次渲染的时候，其会调用InternalCreatePipelineCreatePipeline，Asset会返回一个SRP Instance。

ScriptableObject : 这是一个用于存储数据的容器。通常为了避免复制数据而占用存储空间使用。需要作为Asset存储在项目中，不能附加在游戏物体上，

[ExecuteInEditMode] public class BasicAssetPipe : RenderPipelineAsset { public Color clearColor = Color.green; #if UNITY_EDITOR // Call to create a simple pipeline [UnityEditor.MenuItem("SRP-Demo/01 - Create Basic Asset Pipeline")] static void CreateBasicAssetPipeline() { var instance = ScriptableObject.CreateInstance(); UnityEditor.AssetDatabase.CreateAsset(instance, "Assets/BasicAssetPipe.asset"); }#endifprotected override RenderPipeline CreatePipeline() { return new BasicPipeInstance(clearColor); } }

SRP Instance SRP Asset控制配置，但是SRP Instance是真正的渲染的切入点，渲染的逻辑都在SRP Instance中。SRP Instance中包括一个Render function，此方法包括两个变量：ScriptableRenderContext（Command Buffer用于排列渲染相关操作）、Camera（需要渲染的摄像机）。

public class BasicPipeInstance : RenderPipeline { private Color m_ClearColor = Color.black; public BasicPipeInstance(Color clearColor) { m_ClearColor = clearColor; }protected override void Render(ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras) { // clear buffers to the configured color var cmd = new CommandBuffer(); cmd.ClearRenderTarget(true, true, m_ClearColor); context.ExecuteCommandBuffer(cmd); cmd.Release(); context.Submit(); } }

SRP使用Unity中的CommandBuffers提供相关操作，CommandBuffers中的顺序是根据context传入的数据排序。SRP渲染最后一步需要调用context.Submit()方法，这一步执行render context中相关指令。
SRP Context SRP渲染使用了延迟执行的方法。如果我们创建了一系列指令并执行它们。用于创建指令的的对象叫ScriptableRenderContext作为一个参数传给Render方法。
SRP中的Culling Culling包含：

视锥剔除：只计算在摄像机近裁剪面和远裁剪面之间的游戏物体
遮挡剔除：计算那些物体被遮挡了，并将被遮挡的物体进行剔除。

Unity开始渲染第一步是计算哪些可以渲染。这包括选择一个摄像机和进行剔除操作。提出操作返回一个被摄象机渲染的游戏物体和光照的列表。SRP将在之后的渲染管线中使用这些游戏物体。SRP提供了很多关于提出的相关API。

//Parameters controlling culling process in CullingResults ScriptableCullingParameters cullingParams; Camera.main.TryGetCullingParameters(out cullingParams); //doing culling for each camera CullingResults cullingResults = new CullingResults(); cullingResults = context.Cull(ref cullingParams);

SRP中的 Drawing 在SRP中draw需要在culling步骤完成之后进行。
在渲染管线中可配置的部分很多，有一些我们需要在工作之前进行确认：

渲染管线的目标硬件
想实现的特殊视觉效果
项目的类型

比如2D横板过关和3D高画质PC第一人称游戏有很大的不同约束，在渲染管线中有很大的不同。以下是一些具体的选项：

HDR vs LDR
Linear vs Gamma
MSAA vs Post Process anti-aliasing
Physically-based Materials vs Simple Materials
Lighting vs No Lighting
Lighting technique
Shadowing technique

实例1:过滤：Render Buckets and Layers
无光照，渲染一些不透明的物体
游戏物体有很多的类别，Unity使用队列的方式对其渲染。这些队列来自Unity存放GameObjects的buckets。当SRP渲染场景的时候，可以指定buckets的范围。
在buckets，可以使用标准的Unity Layers进行过滤。

var opaqueRange = new FilteringSettings(); //FilteringSettings.renderQueueRange : Render objects whose material render queue in inside this range //这里的渲染队列在[0,GeometryLast]之间是为不透明对象，在[GeometryLast,5000]之间被视为半透明对象。 opaqueRange.renderQueueRange = new RenderQueueRange(0, (int)RenderQueue.GeometryLast); //layerMask - Only render objects in the given layer mask opaqueRange.layerMask = ~0;

实例2：绘制设置：物体如何被绘制出来的
通过前面的filtering和culling的过程，SRP决定了那些是需要渲染的对象，但是还需要进行如何绘制的设置.SRP提供了大量的可选择配置来渲染那些通过了过滤的游戏物体。用于配置的结构体叫做 DrawRenderSettings：允许我们进行配置：

Sorting - 渲染游戏物体的顺序，比如从前向后或从后向前
Per-Renderer flags - 那些内置的设置要Unity传给Shader，这包括像预置的光线探针、预置的光线贴图
Rendering flags - SRP batching的算法，像instancing 或者 non-instancing
Shader Pass - 当前渲染批次使用哪个Shader pass

//Setting for DrawRenderers.describes how to sort visible objects are sorted and which shader passes to use. //SortingSettings - This struct describes the methods to sort objects during rendering. var ds = new DrawingSettings(new ShaderTagId("Opaque"), new SortingSettings(Camera.main)); ds.enableInstancing = true; //what kind of per-object data to setup during rendering. pass lightprobe and lightmap data to each renderer ds.perObjectData = https://www.it610.com/article/PerObjectData.LightProbe | PerObjectData.Lightmaps;

创建一个DrawingSettings对象，并设置这个对象的一些属性。
在完成上面的两个步骤后就可以进行绘制了，将
Free Camera 添加一个Free Camera组件，可以让摄像机通过键盘和鼠标进行简单的的移动，在Play Mode下进行移动和旋转。
Camera Switcher 【#|Unity - 可编程渲染管线(Scriptable Render Pipeline)】Camera Switcher组件可以定义一系列相机，然后在Play Mode中通过Debug Window在这些相机之间进行切换。