【渲染管线】UnityURP[渲染路径]底层源码解析

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

SRP提供的核心功能与架构‌

‌可编程管线基础‌

‌RenderPipeline基类‌

• 通过继承该类并重写Render()方法，开发者可自定义渲染流程调度逻辑，替代传统固定管线。（URP中UniversalRenderPipeline : RenderPipeline 继承并重写Render方法。）
  

‌ScriptableRenderContext‌

• 作为C#脚本与底层图形API的桥梁，允许通过代码调度渲染命令（如剔除、绘制）。（public struct ScriptableRenderContext : IEquatable定义自定义渲染管道使用的状态和绘图命令。）
  

‌管线资源分离机制‌

• RenderPipelineAsset：存储配置数据（如材质、Shader参数）（URP中是
  public partial class UniversalRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset, ISerializationCallbackReceiver）
  
• RenderPipelineInstance：执行实际渲染逻辑的实例类。（在URP中，上面的RenderPipelineAsset资产类中重写protected override RenderPipeline CreatePipeline()方法，在其中创建渲染管线实例var pipeline = new UniversalRenderPipeline(this);）
  

‌关键扩展点‌

‌事件回调‌

• 通过RenderPipelineManager订阅渲染生命周期事件（如beginContextRendering），在特定阶段注入自定义逻辑。
  

‌动态渲染策略‌

• 支持运行时切换渲染路径（如正向/延迟渲染），适应不同硬件性能需求（这里的渲染路径是URP或HDRP自己实现的，例如Forward+也是，所以这个渲染路径只是实现管线时的自定义渲染策略，所以运行时能切换。但是一般不建议切换，因为各种shader实现时都会根据渲染路径实现相应执行的Pass，如果随便切换，会导致部分shader可能因为只适配某种渲染路径，对其他渲染路径显示渲染异常。）。
  

URP在SRP上的具体实现‌

‌资源与实例初始化‌

‌URP管线资源‌（UniversalRenderPipelineAsset）：

• 定义默认Shader、光照模型、后处理栈等参数。
  

‌实例化流程‌：

‌核心渲染流程分解‌

URP将渲染分为五个阶段，均在Render()方法中调度：
‌阶段‌‌URP实现细节‌‌准备阶段‌收集场景渲染对象与光源数据，配置相机参数与目标纹理。‌几何阶段‌执行视锥剔除，生成GPU顶点数据；通过ScriptableRenderContext.DrawRenderers提交绘制命令。‌光照阶段‌采用简化PBR模型：计算实时光源贡献，支持烘焙光照混合；动态光源采用Tile-Based优化策略（Forward+路径时）。‌光栅化阶段‌执行深度预通道（Depth Prepass）减少过度绘制，结合GPU Instancing优化批次处理。‌后处理阶段‌在独立Pass中应用抗锯齿（FXAA/TAA）、Bloom等效果，支持自定义RendererFeature扩展。‌性能优化关键技术‌

• ‌SRP Batcher‌：对相同Shader变体但不同材质的物体进行动态合批，显著降低SetPass Call。
  
• ‌光照剔除优化‌：按层级控制剔除距离（layerCullDistances），对静态物体预计算遮挡数据。
  

URP对SRP的扩展与简化‌

• ‌标准化功能封装‌
  
  
  
  • 内置轻量级PBR光照模型，取代HDRP的复杂物理模拟以提升跨平台性能。
    
  • 集成‌Shader Graph‌可视化工具链，降低着色器开发门槛。（后期版本内置管线也可用ShaderGraph了）
    
  
  
• ‌跨平台适配策略‌
  
  
  
  • 动态切换渲染精度（如移动端禁用实时阴影），通过QualitySettings分级配置。
    
  • 资源包精简：剔除HDRP的高精度贴图与计算密集型特效，缩小运行时内存占用。
    
  
  

对URP的扩展

• URP基本管线流程在UniversalRenderer的构造函数中已经定义完整。并且在其中每个阶段都给出了插入点。那么只需要在这些插入点用创建RendererFeature的方式插入自定义的Pass来影响和扩充基本的URP管线。
  
• 还有一种方式用RenderPipelineManager 提供的点位插入自定义Pass。
  

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