【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達

前情提要

【渲染流水線】主線索引-從數據到圖像以UnityURP為例-CSDN博客

• 圖元裝配負責將離散頂點組裝成完整幾何圖元（如點、線、三角形、三角形條帶）

（對渲染的探索是個持續不斷完善的過程，記錄這個過程將零散的內容整理起來，其中肯定會有理解偏差和問題，如果哪里有問題，歡迎在評論區探討和指出）

輸入數據?

接收?頂點著色器輸出的離散頂點數據?，包括：

• 變換后的空間坐標（如裁剪空間位置）
• 頂點屬性（顏色、法線、紋理坐標等

輸出數據?

生成?完整幾何圖元?（Primitive），例如：

• 三角形（GL_TRIANGLES）
• 線段（GL_LINES）
• 點（GL_POINTS）?

在Unity中，圖元裝配的實現

主要通過?**網格拓撲（Mesh Topology）?和?索引緩沖區（Index Buffer）**?完成。

頂點分組模式?

1. ?索引分組模式?通過索引數組（如Mesh.triangles或Mesh.GetIndices()）定義頂點連接順序，每個索引指向頂點緩沖區中的位置，按預設拓撲規則分組?。例如：

   text
   索引數組 [0,1,2,3,4,5]
   三角形拓撲 → 分組為△(0,1,2)和△(3,4,5)
   

2. ?順序分組模式?無索引時直接按頂點提交順序分組（如連續3頂點構成一個三角形）?。

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?Unity支持的圖元類型?

?圖元類型?	?描述?
三角形（Triangles）	每3個獨立頂點構成一個三角形，默認用于3D模型渲染?。
三角形條帶（TriangleStrip）	復用前2頂點與當前頂點生成新三角形，減少頂點重復提交?。
四邊形（Quads）	每4頂點構成一個四邊形（實際渲染時拆分為2個三角形）。
線段（Lines）	每2頂點構成一條線段，用于線框渲染?。
點（Points）	每個頂點獨立渲染為屏幕上的點?。

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?拓撲連接規則?

1. ?纏繞順序（Winding Order）?Unity默認使用?順時針順序?判定三角形正面，逆時針面會被剔除?。例如：
   • 頂點順序(v1,v2,v3)為順時針 → 可見
   • 順序(v1,v3,v2)為逆時針 → 剔除?。
2. ?共享頂點優化?索引數組可復用頂點（如[0,1,2,1,2,3]生成兩個共享邊(1,2)的三角形）。

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?關鍵實現接口?

1. ?設置拓撲類型?通過MeshTopology枚舉指定圖元類型（如MeshTopology.Triangles）?。
2. ?索引緩沖區操作?
   • Mesh.SetIndices()：自定義索引分組規則
   • Mesh.triangles：直接設置三角形索引（舊API，效率較低）?

URP中對圖元裝配的調用位置與示例

在Unity URP (Universal Render Pipeline) 中，幾何階段的圖元裝配是由底層渲染管線自動處理的，主要通過ScriptableRenderContext和CommandBuffer系統完成。

?核心類與調用流程?

• ?UniversalRenderPipeline.RenderSingleCamera?入口點，通過ScriptableRenderContext提交繪制命令
• ?ScriptableRenderContext.DrawRenderers?觸發幾何處理，最終調用底層圖形API (如OpenGL/D3D)
• ?CommandBuffer.DrawProcedural?直接控制圖元裝配（手動模式）

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圖元裝配示例代碼?

以下是不同圖元類型的裝配方式示例：

三角形 (Triangles)?

csharp
// 通過MeshFilter自動裝配var meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
Graphics.DrawMesh(meshFilter.sharedMesh, transform.position, transform.rotation, material, 0);

三角形帶 (Triangle Strip)?

csharp
// 手動通過CommandBuffer裝配
CommandBuffer cmd = new CommandBuffer();
cmd.DrawProcedural(Matrix4x4.identity,material,0,MeshTopology.TriangleStrip,vertexCount: 4// 需要至少4個頂點形成2個三角形
);
context.ExecuteCommandBuffer(cmd);

四邊形 (Quads)?

csharp
// URP中四邊形會被拆分為三角形處理
Mesh quadMesh = new Mesh();
quadMesh.vertices = new Vector3[] {/* 4個頂點 */ };
quadMesh.SetIndices(new int[] {0,1,2, 0,2,3}, MeshTopology.Triangles, 0);
Graphics.DrawMesh(quadMesh, Matrix4x4.identity, material, 0);

線段 (Lines)?

csharp
// 使用GL.LINES或LineRenderer組件
CommandBuffer cmd = new CommandBuffer();
cmd.DrawProcedural(Matrix4x4.identity,lineMaterial,0,MeshTopology.Lines,vertexCount: 2
);

點 (Points)?

csharp
// 使用MeshTopology.Points
CommandBuffer cmd = new CommandBuffer();
cmd.DrawProcedural(Matrix4x4.identity,pointMaterial,0,MeshTopology.Points,vertexCount: 1
);

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底層實現位置?

• ?URP源碼關鍵文件?:UniversalRenderPipelineCore.cs?→?ExecuteRenderPass方法ScriptableRenderer.cs?→?EnqueuePass提交繪制命令
• ?Shader支持?:在Shader中需聲明正確的#pragma target和幾何著色器（如需要）

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調試

1. 使用Frame Debugger查看實際提交的圖元類型
2. 在URP設置中啟用Native Rendering Debugger
3. 檢查材質的Render Queue和Shader Pass設置

更深入的管線定制，可繼承ScriptableRendererFeature實現自定義幾何處理。

接下來：【渲染流水線】[幾何階段]-[歸一化NDC]以UnityURP為例-CSDN博客

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