Package 渲染方向管线

Unity

发布日期: 2022-11-17

更新日期: 2022-11-19

文章字数: 972

阅读时长: 4 分

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一、SRP Batcher

简述：

将一组参数打包放在 GPU 上，渲染时不用切换渲染状态，从而进行渲染优化。但不能减少 DrawCall，只是降低 DrawCall 的代价

合批限制：

Property内的属性，都要写到 CBuffer 内
全局变量不能写在 CBuffer 内
CBuffer内不包含#if（非常量大小CBuffer）
CBuffer内的变量必须按照half4 half2 half 从上到下的顺序写，顺序不能乱不能穿插的写，不然就会闪退，还有不能写half3，要用half4代替half3，不然在某些机器上会显示错误。
- URP在小米10安卓12系统闪退
一个 Shader 里面有多个 Pass，每个 Pass 的 CBuffer 应该一致

缺点：

SRP Bather 不支持 MaterialPropertyBlock，如果有很多个不同属性但使用相同Shader的需求，只能创建 N 多个材质，然后进行 SRP Bather
- Instance 支持 MaterialPropertyBlock，所以上面的情况，可以用 Instance + MaterialPropertyBlock 代替

二、GPU Instancing

简介：

GPU Instancing 支持 MaterialPropertyBlock，如果有使用相同 Shader 但是不同材质属性的需求，GPU Instancing 可以进行高效处理

缺点：

一般来说，GPU实例化比动态批处理效果更好。这种方法也有一些注意事项，例如，当涉及到不同比例时，较大的网格的法向量不能保证是单位长度的。另外，绘制顺序也会发生变化，因为现在是单个网格而不是多个。

使用方式：

管线

SortingSettings sortingSettings = new SortingSettings(_camera)
{
    criteria = SortingCriteria.CommonOpaque
};

DrawingSettings drawingSettings = new DrawingSettings(UnlitShaderTagId, sortingSettings)
{
    enableInstancing = useGPUInstancing, //启用GPUInstancing
};
drawingSettings.SetShaderPassName(1, LitShaderTagId);

FilteringSettings filteringSettings = new FilteringSettings(RenderQueueRange.opaque, renderingLayerMask: (uint) renderingLayerMask);
_context.DrawRenderers(_cullingResults, ref drawingSettings, ref filteringSettings);

宏定义引用文件

#pragma multi_compile_instancing
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/UnityInstancing.hlsl"

属性定义

UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(UnityPerMaterial)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _Color)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _EmissionColor)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _MainTex_ST)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _DetailMap_ST)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _DetailAlbedo)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _DetailSmoothness)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _Cutoff)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _ZWrite)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _Metallic)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _Occlusion)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _Smoothness)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _Fresnel)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _NormalScale)
UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _DetailNormalScale)
UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(UnityPerMaterial)

结构定义

struct Attributes
{
    float4 positionOS : POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
    UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};

struct Varyings
{
    float4 positionCS_SS : SV_POSITION;

    float2 uv : VAR_UV;
    UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};

Vertex 和 Fragment 使用

Varyings LitPassVertex(Attributes input)
{
    Varyings output = (Varyings)0;

    UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(input);
    UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(input, output);

    output.positionCS_SS = TransformWorldToHClip(output.positionWS);
    
    return output;
}

float4 LitPassFragment(Varyings input) : SV_TARGET
{
    UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(input);
    
    float4 finalColor = UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(UnityPerMaterial, _Color)
    return finalColor;
}

材质球
C# 端

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using Random = UnityEngine.Random;

namespace CustomRP.Examples
{
    public class MeshBall : MonoBehaviour
    {
        private static int _colorID = Shader.PropertyToID("_Color");
        private static int _metallicID = Shader.PropertyToID("_Metallic");
        private static int _smoothnessID = Shader.PropertyToID("_Smoothness");

        [SerializeField] private Mesh mesh = default;
        [SerializeField] private Material material = default;
        [SerializeField] private LightProbeProxyVolume _lightProbeProxyVolume = null;

        private Matrix4x4[] _matrices = new Matrix4x4[1023];
        private Vector4[] _colors = new Vector4[1023];

        private float[]
            _metallic = new float[1023],
            _smoothness = new float[1023];

        private MaterialPropertyBlock _block;

        private void Awake()
        {
            for (int i = 0; i < _matrices.Length; i++)
            {
                _matrices[i] = Matrix4x4.TRS(
                    Random.insideUnitSphere * 10f,
                    Quaternion.Euler(Random.value * 360f, Random.value * 360f, Random.value * 360f),
                    Vector3.one * Random.Range(0.5f, 1.5f));
                _colors[i] = new Vector4(Random.value, Random.value, Random.value, Random.Range(0.5f, 1.5f));
                _metallic[i] = Random.value < 0.25f ? 1f : 0f;
                _smoothness[i] = Random.Range(0.05f, 0.95f);
            }
        }

        private void Update()
        {
            if (_block == null)
            {
                _block = new MaterialPropertyBlock();
                _block.SetVectorArray(_colorID, _colors);
                _block.SetFloatArray(_metallicID, _metallic);
                _block.SetFloatArray(_smoothnessID, _smoothness);

                if (_lightProbeProxyVolume == null)
                {
                    Vector3[] positions = new Vector3[1023];
                    for (int i = 0; i < _matrices.Length; i++)
                    {
                        positions[i] = _matrices[i].GetColumn(3);
                    }

                    SphericalHarmonicsL2[] lightProbes = new SphericalHarmonicsL2[1023];
                    Vector4[] occlusionProbes = new Vector4[1023];
                    LightProbes.CalculateInterpolatedLightAndOcclusionProbes(positions, lightProbes, occlusionProbes);
                    _block.CopySHCoefficientArraysFrom(lightProbes);
                    _block.CopyProbeOcclusionArrayFrom(occlusionProbes);
                }
            }

            Graphics.DrawMeshInstanced(
                mesh, 0, material, _matrices, 1023, _block,
                ShadowCastingMode.On, true, 0, null,
                _lightProbeProxyVolume ? LightProbeUsage.UseProxyVolume : LightProbeUsage.CustomProvided,
                _lightProbeProxyVolume);
        }
    }
}

三、Dynamic Batching

简述：

将使用相同材质球的多个小Mesh合并成一个大Mesh，从而减小 DrawCall

缺点：

不支持 MaterialPropertyBlock

使用方式：

管线

SortingSettings sortingSettings = new SortingSettings(_camera)
{
    criteria = SortingCriteria.CommonOpaque
};

DrawingSettings drawingSettings = new DrawingSettings(UnlitShaderTagId, sortingSettings)
{
    enableDynamicBatching = useDynamicBatching, //启用动态批处理
};
drawingSettings.SetShaderPassName(1, LitShaderTagId);

FilteringSettings filteringSettings = new FilteringSettings(RenderQueueRange.opaque, renderingLayerMask: (uint) renderingLayerMask);
_context.DrawRenderers(_cullingResults, ref drawingSettings, ref filteringSettings);

禁用 SRP，他的优先级比较高

GraphicsSettings.useScriptableRenderPipelineBatching = false;

四、AlphaTest

简述：

是一个典型的不透明物体，也会写入深度，只是有部分像素被丢弃，队列在2450，在不透明之后半透明之前渲染。因为它丢弃了像素，所以不能保证在它后面的物体是否会渲染出来，因此为了性能优化，渲染队列在不透明之后半透明之前渲染

血魂S

https://klj35.github.io/BloodSoul.github.io/2022/11/17/gamedevelop/gameengine/unity/kuo-zhan-nei-rong-package/xuan-ran-fang-xiang/guan-xian/srp/srp-02-drawcalls/

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CustomRP 系列学习1

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SRP_02_DrawCalls

一、SRP Batcher

简述：

合批限制：

缺点：

二、GPU Instancing

简介：

缺点：

使用方式：

三、Dynamic Batching

简述：

缺点：

使用方式：

四、AlphaTest

简述：

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