Unity的渲染管线有哪些？有哪些特点和应用场景？

由 demi 提交于周一, 2 十二月 2024 - 18:16

有人说，程序员的三大浪漫是编译原理、操作系统、图形学。“图形学”正是妥妥程序员眼中的“外貌协会”，美丽的画面，绚丽多彩的世界，都是我们梦想去创造与实现的。

说到图形学，不得不提一下渲染管线（Graphics Rendering Pipeline），又称渲染流水线（The Pipeline），即图形渲染管线。

然而不同的渲染管线具有不同的功能和性能特征，并且适用于不同的游戏、应用程序和平台。

下面我们就来了解Unity中主要的渲染管线都有哪些？

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内置渲染管线（Built-in Render Pipeline）

内置管线是Unity 的默认渲染管线，其自定义有限。Unity 的内置渲染管线是通用的渲染管线。涵盖的渲染路径：前向渲染（Forward：低保真度）和延迟着色（Deferred：具有大光照和阴影保真度）。

特点：

<ul><li>兼容性高，适合从低端设备到高端设备。</li>

<li>成熟稳定，资源丰富，适合初学者快速上手。</li>

<li>性能优化有限，缺乏现代化功能，可扩展性弱。</li></ul>

适用场景：

<ul><li>老旧项目或需要支持很多旧设备的平台。</li>

<li>小型或入门级项目。</li></ul>

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可编程渲染管线（Scriptable Render Pipeline，SRP）

SRP全称为Scriptable Render Pipeline（可编程渲染管线/脚本化渲染管线），是Unity提供的新渲染系统，可以在Unity通过C#脚本调用一系列API配置和执行渲染命令的方式来实现渲染流程，SRP将这些命令传递给Unity底层图形体系结构，然后再将指令发送给图形API。

说白了就是我们可以用SRP的API来创建自定义的渲染管线，可用来调整渲染流程或修改或增加功能。

它主要把渲染管线拆分成二层：

1. 比较底层的渲染API层，像OpenGL，D3D等相关的都封装起来。

2. 渲染管线上层，上层代码使用C#来编写。在C#这层不需要关注底层在不同平台上渲染API的差别，也不需要关注具体如何做一个Draw Call。

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通用渲染管线（Universal Render Pipeline，URP）

一种可快速轻松自定义的可编程 (Scriptable Render Pipeline) 渲染管线，允许在各种平台上创建优化的图形。

它是Unity官方基于SRP提供的模板，它的前身是LWRP(Lightweight RP即轻量级渲染管线), 在2019.3开始改名为URP，它涵盖了范围广泛的不同平台，是针对跨平台开发而构建的，性能比内置管线要好，另外可以进行自定义，实现不同风格的渲染，通用渲染管线未来将成为在Unity中进行渲染的基础。

特点：

<ul><li>单Pass前向渲染管线，对性能消耗小。</li>

<li>高度自定义的渲染流程，适合开发者自由定制渲染效果。</li>

<li>跨平台支持，比HDRP更轻量。</li></ul>

适用场景：

<ul><li>移动游戏、WebGL和需要跨平台发布的项目。</li>

<li>需要性能优化，但画面质量需求适中的中小型项目。</li></ul>

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高清渲染管线（High Definition Render Pipeline，HDRP）

一种可编程渲染管线，可让你在高端平台上创建出色的高保真图形。可以使用 Unity 的可编程渲染管线 API 来创建自定义的可编程渲染管线 (SRP)。这个过程可以从头开始，也可以修改 URP 或 HDRP 来适应具体需求。

它也是Unity官方基于SRP提供的模板，它更多是针对高端设备，如游戏主机和高端台式机，它更关注于真实感图形和渲染，该管线仅于以下平台兼容：

Windows和Windows Store，带有DirectX 11或DirectX 12和Shader Model 5.0 现代游戏机（Sony PS4和Microsoft Xbox One）使用金属图形的MacOS（最低版本10.13）具有Vulkan的Linux和Windows平台

特点：

<ul><li>画质极佳，支持AAA级游戏或电影级画面。</li>

<li>高级功能，内置光线追踪、体积雾、复杂的后处理效果和动态全局光照。</li>

<li>专业工具，Shader Graph、Timeline、和VFX Graph深度集成。</li></ul>

适用场景：

<ul><li>PC和主机上的AAA游戏开发。</li>

<li>高质量画面需求的可视化、建筑、影视渲染项目。</li></ul>

Unity的渲染管线选择多样，每种管线都有其特定的优势和适用场景。选择合适的渲染管线，可以让你的游戏在保证画面质量的同时，也能获得最佳的性能表现。

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