unity 天空盒_Unity自定義可編程渲染管線(SRP)(二）—

一句話描述，我們可以把SRP分解成兩個部分，分別是SRP Asset，SRP Instance。

SRP Asset

SRP Asset是一個Unity Asset文件，用來存儲渲染管線的特定配置信息，包含的信息有：游戲物體是否應該投射陰影；使用什么樣的著色器質量級別；影子距離；默認材質配置。

此外還可以保存所有像在配置中保存和控制的信息和unity需要序列化的數據。SRP Asset定義了SRP的類型和所有配置數據的設置。

SRP Instance

SRP Instance是實際執行渲染的類，當unity發現工程使用SRP的時候，就會尋找當前使用的SRP Asset并請求一個渲染實例，該實例必須包含一個Render函數，

渲染實例表示管道配置。在渲染調用中，Unity可以執行如下操作:

清理framebuffer。
執行場景清理。
渲染游戲對象集。
從一個幀緩沖區到另一個幀緩沖區執行位塊傳輸；
渲染陰影。
應用后處理效果。

第一個SRP Asset案例

SRP Asset實際是一個繼承RenderPipelineAsset接口的類，需要實現CreatePipeline接口。當unity首次執行渲染命令的時候，則會調用這個接口并返回一個可用的渲染實例。

下面所展示的就是一個簡單的SRP Asset類。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;[CreateAssetMenu(menuName = "Rendering/Custom Render Pipeline")]
public class CustomRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset
{protected override RenderPipeline CreatePipeline(){return new CustomRenderPipeline();}
}

SRP Instance

在上面的敘述中，CustomRenderPipelineAsset類重寫了CreatePipeline方法，并返回了一個CustomRenderPipeline實例對象，該對象則是unity SRP渲染的入口。CustomRenderPipeline是一個繼承RenderPipeline的類，而且必須實現虛函數Render，該函數包含了兩個參數：

ScriptableRenderContext context：是一個command buffer對象，可以向其輸入您想執行的渲染指令。

Camera[] cameras：一系列用于渲染的相機。

先介紹一個簡單的例子：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class CustomRenderPipeline : RenderPipeline
{public CameraRender cameraRender = new CameraRender();public CustomRenderPipeline(){}protected override void Render(ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras){foreach(var camera in cameras){cameraRender.Render(context, camera);}}
}

如上所示，我們把渲染的處理邏輯封裝到CameraRender類里，對每一個場景中的活動相機進行單獨處理。

下一步先定義CameraRender類：

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class CameraRenderer {ScriptableRenderContext context;Camera camera;public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;}
}

然后正式定義Render函數，實現我們的自定義渲染管線。

繪制天空盒

在Render函數中是要繪制所有Camera可見的幾何體，我們聲明一個函數DrawVisibleGeometry用于處理一些特殊的工作，繪制天空盒也是在這個方法中處理，不過我們還另外聲明了一個方法來完成這個工作。代碼如下：

public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;DrawVisibleGeometry();}void DrawVisibleGeometry () {context.DrawSkybox(camera);}

然而這樣仍不能顯示天空盒，這是因為我們調用DrawSkybox只是把命令添加到context的緩存隊列里，還需要調用context.Submit()方法才會正式執行緩存隊列里面的命令。

public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;DrawVisibleGeometry();Submit();}void Submit () {context.Submit();}

最后我們可以看到下面的效果。

但是，這個渲染結果還是有問題，當我們調整相機的角度或位置時，渲染結果并沒有發生變化，這是因為我們并沒有將視角投影矩陣傳遞給Command Buffer。這個變換矩陣在Unity Shader中是unity_MatrixVP。當我們打開frame debugger面板，選擇一個draw call，這個變量就會顯示在右側的監視板上。當前，不管我們怎么調整相機的姿態，這個變量都會保持不變，通過調用SetupCameraProperties方法可以構建這個矩陣。如下所示

public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;Setup();DrawVisibleGeometry();Submit();
}void Setup () {context.SetupCameraProperties(camera);
}

2. Command buffer

前面已經提到，context只有在調用Submit方法時才會執行渲染指令，在這之前都是將指令添加到渲染隊列中。像天空盒可以通過專業的方法添加指令，但是像其他任務則不能通過這樣添加，需要通過一個單獨的command buffer間接添加。因此我們需要另建一個buffer用來繪制其他的幾何對象。

const string bufferName = "Render Camera";CommandBuffer buffer = new CommandBuffer {name = bufferName
};

在項目開發中，profiler是一個非常強大和有用的工具，這里我們可以把我們的Command Buffer加入到profiler樣例中，這個樣例可以同時顯示在profiler和frame debugger面板，方法是在適當的位置調用BeginSample和EndSample方法，在我們的案例中將會分別放在Setup()方法和Submit()方法的開頭位置。BeginSample和EndSample方法必須使用相同的字符串參數作為樣例的名字，這里使用的是buffer的名字。

void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);context.SetupCameraProperties(camera);
}void Submit () {buffer.EndSample(bufferName);context.Submit();
}

執行Command Buffer中的命令只需要調用context的ExecuteCommandBuffer方法，并把buffer作為參數傳遞進去。

void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);ExecuteBuffer();context.SetupCameraProperties(camera);
}void Submit () {buffer.EndSample(bufferName);ExecuteBuffer();context.Submit();
}void ExecuteBuffer () {context.ExecuteCommandBuffer(buffer);buffer.Clear();
}

這時候打開frame debugger我們就可以看到渲染的案例如下：

3. 清除渲染目標

不管我們想要繪制什么東西，最終都會渲染到相機的渲染目標中。相機的渲染目標一般是幀緩存區，也可以是渲染紋理。渲染目標一般不會自動清除，也就是說之前渲染的結果會一直保存在渲染目標中，這樣會干擾我們渲染新的圖像。為了保證正確的渲染，我們必須清除渲染目標，以擺脫其舊的內容。通過調用ClearRenderTarget方法可以實現這個目的。

ClearRenderTarget函數需要至少三個參數，前兩個參數指定是否清理顏色緩存和深度緩存，一般都設為true，第三個參數指定清理緩存的顏色，這里使用Color.clear。

void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);ExecuteBuffer();context.SetupCameraProperties(camera);
}

打開frame debugger，可以看到清理渲染目標活動對應了一個叫DrawGL的樣例。而且這個案例被鑲嵌在另一個Render Camera樣例中，這是因為 ClearRenderTarget將清除任務包裝在了一個使用Command buffer的名字命名的樣例中。為了避免這種情況，可以調整一下清除目標的代碼的位置。

void Setup () {context.SetupCameraProperties(camera);buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);buffer.BeginSample(bufferName);ExecuteBuffer();//context.SetupCameraProperties(camera);
}