Unity SRP自定义渲染管线学习1.1：初步搭建_unity渲染管线怎么学习

写在前面

要在屏幕上绘制图像，我们得知道几个要素：绘制什么东西（What），何时绘制（When），在屏幕上哪个位置绘制（Where），用什么设置绘制（How）。另外还要把灯光、阴影、透明效果、后处理效果等等都要正确的绘制出来，才能得到最后的一张图像，这也是渲染管线所要做的。

以前Unity只开放了很小部分供我们对绘制进行设置，Unity2018开始，Unity支持自定义渲染管线（Scriptable Render Pipeline），虽然还是要依赖Unity的一些基础方法，比如调用绘制天空盒，剔除等，但这样我们可以自己对绘制进行更多的设置。Unity 2018提供了两个实验性的自定义渲染管线：轻量级渲染管线和高清渲染管线。在Unity 2019中轻量级渲染管线成为正式功能，并且在2019.3中改名为通用渲染管线。

通用渲染管线的目的是替换现在用的旧的默认管线，顾名思义，就是希望这个渲染管线能够满足大部分的需求，并且呢，也容易去自己修改一部分内容。

我们这里主要是从0开始自己定义渲染管线，并不是使用Unity提供的管线。

软件环境

我使用的Unity版本：Unity2020.3.10f1

自定义渲染管线

工程设置

因为我们是自定义渲染管线，所以不要选Unity的渲染管线，选择3D

打开设置，将色彩空间切换为线性空间

然后我们像下面随便创建一些物体，使用不同的材质，Unlit/Color，Standard（Mode设置Transparent），Unlit/Transparent

创建渲染管线

新建脚本（因为直接上的都是最终代码，有些地方直接贴上去可能会报错，一步一步做的话，可以先注掉报错的部分）

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
public class CustomRenderPipeline : RenderPipeline
{
    CameraRenderer cameraRenderer = new CameraRenderer();
    //每一帧渲染调用
    protected override void Render(ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras)
    {
        foreach(var camera in cameras)
        {
            cameraRenderer.Render(context, camera);
        }
    }
}
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using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;  //需要使用UnityEngine.Rendering命名空间
//用于存储自定义渲染管线的设置
[CreateAssetMenu(menuName = "Rendering/Custom Render Pipeline")]
public class CustomRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset  //需要继承自RenderPipelineAsset
{
    protected override RenderPipeline CreatePipeline()
    {
        return new CustomRenderPipeline();
    }
}
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然后创建我们的渲染管线资源

完成创建后，我们需要在ProjectSettings-Graphics中设置我们的渲染管线，设置后我们会发现整个设置页面都变了，很多设置都消失了。另外由于我们的渲染管线中还没有写任何的渲染设置，因此现在什么东西都不会被绘制了，无论是在Scene视图还是Game视图，甚至FrameDebugger中也是什么东西都没有了。这就是渲染管线的真正开始，从0开始自定义我们的渲染管线

绘制天空盒

我们先来绘制下天空盒，很简单的操作
关键代码

context.DrawSkybox(camera);  //添加绘制Skybox的命令

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context.Submit();  //提交绘制命令，进行绘制

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然后我们就能看到天空盒了，并且在FrameDebuger中可以看到绘制的DrawCall


但是这个时候当我们旋转相机时，画面并不会发生变化，这是因为我们没有将相机的旋转这些属性应用到Shader中
关键代码

//将相机的属性设置到绘制命令中，比如相机的位置和旋转，透视还是正交投影等，这会决定视图矩阵和投影矩阵
        //就是Shader中所使用的unity_MatrixVP, View Matrix, Projection Matrix
        //我们可以在FrameDebuger中的ShaderProperties中看到unity_MatrixVP
        //如果我们不进行这项设置，unity_MatrixVP都是一样的，所以当我们旋转相机时，相机看到的东西不会发生变化
        context.SetupCameraProperties(camera);
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另外，我们可以通过添加BufferName来让Profile和FrameDebuger中相应的部分显示我们想要的名称，这样便于分析
关键代码

   const string bufferName = "Render Camera";
    CommandBuffer buffer = new CommandBuffer
    {  //创建实例时可以这样直接初始化
        name = bufferName,
    };

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 buffer.BeginSample(SampleName);     
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buffer.EndSample(SampleName);
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ClearRenderTarget

我们在每一次绘制之前，都应该清除一些必要的数据，这样以保证正确的绘制
关键代码

   context.SetupCameraProperties(camera);      
	var flags = camera.clearFlags;
        //ClearRenderTarget需要在SetupCameraProperties之后进行Execute，不然Clear的方式会变成Draw GL（可以在FrameDebuger中看到）
        //Draw GL是使用Hidden/InternalClear Shader绘制了一个全屏的Quad来达到清除的效果，这种方式不是性能最好的
        //ClearRenderTarget需要在BeginSample之前，不然FrameDebuger中会被多一次嵌套在"Render Camera"中
        buffer.ClearRenderTarget(
            flags != CameraClearFlags.Nothing,
            flags == CameraClearFlags.Color,   //我们的Skybox是在最后绘制的
            flags == CameraClearFlags.Color ? camera.backgroundColor.linear : Color.clear  //我们用的是线性空间，所以当要使用背景颜色时，需要将其转化为线性空间的颜色
        );

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要注意ClearRenderTarget的调用位置，不然会使用内置Shader绘制的方法来清除，这样子性能不好

Cull

通过Cull来确定是否绘制
关键代码

    public void Render(ScriptableRenderContext context, Camera camera)
    {
        this.context = context;
        this.camera = camera;
        PrepareBuffer();
        PrepareForSceneWindow();
        if (!Cull())
            return;
        Setup();
        DrawVisibleGeometry();
        DrawUnsupportedShaders();
        DrawGizmos();
        Submit();
    }

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 bool Cull()
    {
        //返回值表示cullingParameters是否有效，比如当相机viewport rectangle宽高被设置为0,0，无效的裁剪平面设置等
        //因此返回值能代表这个相机是否需要绘制
        if (camera.TryGetCullingParameters(out var cullingParameters))
        {
            //我们会发现在这里，对ScriptableCullingParameters的操作基本都是out和ref，这是因为ScriptableCullingParameters比较大，这样子可以优化
            cullingResults = context.Cull(ref cullingParameters);
            return true;
        }
        return false;
    }

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