1 3D 項(xiàng)目遷移到 URP 項(xiàng)目后出現(xiàn)的問(wèn)題

? ? ? ? 3D 項(xiàng)目遷移至 URP 項(xiàng)目后，會(huì)出現(xiàn)很多渲染問(wèn)題，如：材質(zhì)顯示異常、GL 渲染不顯示、多 Pass 渲染異常、屏幕后處理異常等問(wèn)題。下面將針對(duì)這些問(wèn)題給出一些簡(jiǎn)單的解決方案。

????????URP 官方教程和 API 詳見(jiàn)→Universal RP 文檔、Universal RP API，URP 項(xiàng)目環(huán)境搭建詳見(jiàn)→Shader Graph簡(jiǎn)介。

? ? ? ? 本文完整資源見(jiàn)→Renderer Feature實(shí)驗(yàn)。

? ? ? ? 1）內(nèi)置材質(zhì)渲染異常

????????在 Assets 窗口選中異常的內(nèi)置材質(zhì)，依次單擊【Edit→Rendering→Materials→Convert Selected Built-in Materials to URP】，異常材質(zhì)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為 URP 內(nèi)置材質(zhì)，轉(zhuǎn)換后的材質(zhì)對(duì)應(yīng)的 shader 為 "Universal Render Pipeline/Lit"。

????????2）GL 不渲染

????????3D 項(xiàng)目中，在?MonoBehaviour的生命周期?的 OnPostRender 方法中執(zhí)行 GL 命令（詳見(jiàn)→使用GL繪制線段）。但是，URP 項(xiàng)目中 OnPostRender 方法不會(huì)回調(diào)，我們可以將 GL 命令移至 OnRenderObject 方法中，以實(shí)現(xiàn) GL 渲染。

????????3）多 Pass 渲染異常

????????URP 項(xiàng)目中，我們可以修改 Tag 里的?LightMode 屬性以實(shí)現(xiàn)多 Pass 渲染，如下。但是，該方案最多只允許渲染 3 個(gè) Pass 通道。

Tags{ "LightMode" = "SRPDefaultUnlit" }
Tags{ "LightMode" = "UniversalForward" }
Tags{ "LightMode" = "LightweightForward" }

? ? ? ? 4）屏幕后處理異常

? ? ? ? 3D 項(xiàng)目中，我們?cè)?MonoBehaviour的生命周期?的 OnRenderImage 方法中實(shí)現(xiàn)屏幕后處理（詳見(jiàn)→調(diào)整屏幕亮度、飽和度、對(duì)比度）。但是，在 URP 項(xiàng)目中，OnRenderImage 方法不會(huì)回調(diào)。所幸，Unity 為我們提供了 Rnederer Feature（詳見(jiàn)第 3 節(jié)），為屏幕后處理提供了一個(gè)解決方案。另外，通過(guò) Global Volume 也可以實(shí)現(xiàn)屏幕后處理特效。

2?Renderer Objects

2.1 Render Objects 簡(jiǎn)介

? ? ? ? RenderObjects 是 ScriptableRendererFeature 的一種實(shí)現(xiàn)，它通過(guò) RenderObjectsPass 渲染指定圖層的對(duì)象。在 Assets 窗口選中 Universal Renderer Data 文件，在 Inspector 窗口依次點(diǎn)擊【Add Renderer Feature→Render Objects】，如下。

????????添加 Render Objects 后，顯示如下。

• Name：Render Objects 標(biāo)識(shí)，建議修改，Frame Debugger 窗口中可以看到該標(biāo)識(shí)符；
• Event：渲染的時(shí)序點(diǎn)，該渲染事件在什么時(shí)序上執(zhí)行，詳見(jiàn) RenderPassEvent；
• Queue：渲染隊(duì)列；
• Layer Mask：渲染指定圖層的游戲?qū)ο?#xff1b;
• LightMode Tags：渲染路徑，取值有：SRPDefaultUnlit、UniversalForward、LightweightForward；
• Material：待渲染的材質(zhì)，拖入材質(zhì)后，需要設(shè)置 Pass Index（Pass 通道索引）；
• Depth：深度測(cè)試配置，開(kāi)啟后可以配置 Write Depth （寫(xiě)入深度緩存）和 Depth Test（深度測(cè)試，取值有 Less、Equal 等）；
• Stencil：模板測(cè)試配置，開(kāi)啟后可以配置 Value（模板參考值）、Compare Function（比較函數(shù)，取值有 Less、Equal 等）、Pass（模板測(cè)試和深度測(cè)試均通過(guò)時(shí)的策略，取值有 Keep、Replace 等）、Fail（模板測(cè)試未通過(guò)時(shí)的策略，取值有 Keep、Replace 等）、ZFail（模板測(cè)試通過(guò)，但深度測(cè)試未通過(guò)時(shí)的策略，取值有 Keep、Replace 等），
• Camera：相機(jī)配置，開(kāi)啟后可以配置 Field of View（視角）、Position Offset（偏移）。

public enum RenderPassEvent {BeforeRendering = 0, // 渲染前BeforeRenderingShadows = 50, // 渲染陰影前AfterRenderingShadows = 100, // 渲染陰影后BeforeRenderingPrePasses = 150, // 渲染PrePasses前[EditorBrowsable(EditorBrowsableState.Never)][Obsolete("Obsolete, to match the capital from 'Prepass' to 'PrePass' (UnityUpgradable) -> BeforeRenderingPrePasses")]BeforeRenderingPrepasses = 151, // 渲染PrePasses前AfterRenderingPrePasses = 200, // 渲染PrePasses后BeforeRenderingGbuffer = 210, // 渲染Gbuffer前AfterRenderingGbuffer = 220, // 渲染Gbuffer后BeforeRenderingDeferredLights = 230, // 渲染延時(shí)光照前AfterRenderingDeferredLights = 240, // 渲染延時(shí)光照后BeforeRenderingOpaques = 250, // 渲染不透明物體前AfterRenderingOpaques = 300, // 渲染不透明物體后BeforeRenderingSkybox = 350, // 渲染天空盒子前AfterRenderingSkybox = 400, // 渲染天空盒子后BeforeRenderingTransparents = 450, // 渲染透明物體前AfterRenderingTransparents = 500, // 渲染透明物體后BeforeRenderingPostProcessing = 550, // 屏幕后處理前AfterRenderingPostProcessing = 600, // 屏幕后處理后AfterRendering = 1000 // 渲染前
}

2.2?Render Objects 應(yīng)用

? ? ? ? 本節(jié)將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的描邊特效介紹 Render Objects 的應(yīng)用，更復(fù)雜的描邊詳見(jiàn)→選中物體描邊特效、基于模板測(cè)試和頂點(diǎn)膨脹的描邊方法、邊緣檢測(cè)特效、基于深度和法線紋理的邊緣檢測(cè)方法。

? ? ? ? 1）創(chuàng)建 Shader

????????Outline.shader

Shader "MyShader/Outline" {Properties {_OutlineColor("_OutlineColor", Color) = (1, 0, 0, 1) // 描邊顏色_OutlineWidth("Outline Width", Range(0.01, 1)) = 0.1 // 描邊寬度}SubShader {Pass {Cull Front // 關(guān)閉剔除渲染, 取值有: Off、Front、Back, Off表示正面和背面都渲染CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment fragfixed4 _OutlineColor; // 描邊顏色float _OutlineWidth; // 描邊寬度struct a2v {float4 vertex : POSITION; // 模型空間頂點(diǎn)坐標(biāo)float3 normal : NORMAL; // 模型空間法線向量};struct v2f {float4 pos : SV_POSITION; // 裁剪空間頂點(diǎn)坐標(biāo)};v2f vert(a2v v) {v2f o;float3 viewNormal = normalize(mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal)); // 觀察空間法線向量float3 viewPos = UnityObjectToViewPos(v.vertex); // 觀察空間頂點(diǎn)坐標(biāo)o.pos = UnityViewToClipPos(viewPos + viewNormal * _OutlineWidth * (-viewPos.z) * 0.1); // 裁剪空間頂點(diǎn)坐標(biāo)return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {return _OutlineColor;}ENDCG}}
}

? ? ? ? 說(shuō)明：創(chuàng)建材質(zhì)，并重命名為 OutlineMat，將 Outline.shader 拖拽到?OutlineMat 中。

? ? ? ? 2）創(chuàng)建 Render Objects

? ? ? ? 在 Assets 窗口選中 Universal Renderer Data 文件，在 Inspector 窗口點(diǎn)擊 Add Renderer Feature 添加 Render Objects，配置 Render Objects 如下。

????????3）運(yùn)行效果

????????給需要描邊的物體設(shè)置圖層為 Outline，效果如下。

3 自定義 Renderer Feature

????????要使用 Renderer Feature，我們需要編寫(xiě)兩個(gè)類(lèi)：繼承自 ScriptableRendererFeature 的 Feature 類(lèi)和繼承自 ScriptableRenderPass 的 Pass 類(lèi)。?

3.1 Renderer Feature 簡(jiǎn)介

? ? ? ? 1）創(chuàng)建 Renderer Feature

? ? ? ? 在 Assets 窗口右鍵，彈出菜單欄，依次選擇【Create→Rendering→URP Renderer Feature】，生成 CustomRenderPassFeature.cs 文件。?

? ? ? ? ?2）CustomRenderPassFeature

? ? ? ? 打開(kāi)?CustomRenderPassFeature.cs 文件如下，其中 Debug 日志是筆者添加的，為方便后文查看 Feature 生命周期。

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;public class CustomRenderPassFeature : ScriptableRendererFeature { // 自定義的Featureclass CustomRenderPass : ScriptableRenderPass { // 自定義的Passpublic override void OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData) { // 渲染Pass前回調(diào), 此處可以申請(qǐng)內(nèi)存Debug.Log("CustomRenderPass-OnCameraSetup");}public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData) { // 渲染執(zhí)行邏輯Debug.Log("CustomRenderPass-Execute");}public override void OnCameraCleanup(CommandBuffer cmd) { // 渲染Pass后回調(diào), 此處可以清除內(nèi)存操作Debug.Log("CustomRenderPass-OnCameraCleanup");}}CustomRenderPass m_ScriptablePass; // 自定義的Passpublic override void Create() { // 創(chuàng)建自定義的PassDebug.Log("CustomRenderPassFeature-Create");m_ScriptablePass = new CustomRenderPass();m_ScriptablePass.renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingOpaques; // 渲染事件注入的時(shí)機(jī)}public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { // 將Pass添加到渲染隊(duì)列中Debug.Log("CustomRenderPassFeature-AddRenderPasses");renderer.EnqueuePass(m_ScriptablePass);}
}

????????3）添加自定義 Renderer Feature

????????在 Assets 窗口選中 Universal Renderer Data 文件，在 Inspector 窗口依次點(diǎn)擊【Add Renderer Feature→Custom Render Pass Feature】，如下。

? ? ? ? ?添加 Custom Render Pass Feature 后，顯示如下，Name 建議修改，在 Frame Debugger 中可以看到該 Name，方便調(diào)試。

????????4）Renderer Feature 生命周期

????????運(yùn)行程序后，打印日志如下。

? ? ? ? ?由日志可以得出以下結(jié)論：

• Render Feature 的執(zhí)行時(shí)序是：Create→AddRenderPasses→OnCameraSetup→Execute→OnCameraCleanup；
• Create 方法只在程序啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行幾次，后面就不執(zhí)行了；
• AddRenderPasses、OnCameraSetup、Execute、OnCameraCleanup 方法每幀都會(huì)執(zhí)行一次。

3.2 Renderer Feature 應(yīng)用

? ? ? ? 本節(jié)通過(guò)一個(gè)?調(diào)整屏幕亮度、飽和度、對(duì)比度?的案例，介紹 Render Feature 在屏幕后處理中的應(yīng)用。

????????1）創(chuàng)建自定義 Feature

????????FullscreenFeature.cs

using UnityEngine.Rendering.Universal;
using UnityEngine;public class FullscreenFeature : ScriptableRendererFeature {public Settings settings = new Settings(); // 設(shè)置FullscreenPass blitPass; // 后處理的Passpublic override void Create() { // 創(chuàng)建后處理Pass(自動(dòng)回調(diào))blitPass = new FullscreenPass(name);}public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { // 添加渲染Pass(自動(dòng)回調(diào))if (settings.blitMaterial == null) {return;}blitPass.renderPassEvent = settings.renderPassEvent;blitPass.settings = settings;renderer.EnqueuePass(blitPass);}[System.Serializable]public class Settings { // 配置項(xiàng)public RenderPassEvent renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingOpaques;public Material blitMaterial = null;}
}

? ? ? ? 說(shuō)明：FullscreenFeature 不是單例, 可以在 Universal Renderer Data 中配置多實(shí)例（可能有多個(gè)屏幕后處理特效）。

? ? ? ? 2）創(chuàng)建自定義 Pass

????????FullscreenPass.cs

using UnityEngine.Rendering.Universal;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine;internal class FullscreenPass : ScriptableRenderPass {public FullscreenFeature.Settings settings; // 配置項(xiàng)private string profilerTag; // 分析器標(biāo)簽, 在Frame Debugger中可以看到該標(biāo)簽private RenderTargetIdentifier source; // 源緩存標(biāo)識(shí)private RenderTargetIdentifier destination; // 目標(biāo)緩存標(biāo)識(shí)private int destinationId; // 目標(biāo)緩存idprivate FilterMode filterMode; // 紋理采樣濾波模式, 取值有: Point、Bilinear、Trilinearpublic FullscreenPass(string tag) {profilerTag = tag;destinationId = Shader.PropertyToID("_TempRT");}public override void OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData) { // 渲染前回調(diào)RenderTextureDescriptor blitTargetDescriptor = renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor;blitTargetDescriptor.depthBufferBits = 0;ScriptableRenderer renderer = renderingData.cameraData.renderer;source = renderer.cameraColorTarget;cmd.GetTemporaryRT(destinationId, blitTargetDescriptor, filterMode);destination = new RenderTargetIdentifier(destinationId);}public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData) { // 執(zhí)行渲染CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get(profilerTag);Blit(cmd, source, destination, settings.blitMaterial);Blit(cmd, destination, source);context.ExecuteCommandBuffer(cmd);CommandBufferPool.Release(cmd);}public override void FrameCleanup(CommandBuffer cmd) { // 渲染后回調(diào)if (destinationId != -1) {cmd.ReleaseTemporaryRT(destinationId);}}
}

? ? ? ? 3）創(chuàng)建 Shader

????????BrigSatuCont.shader

Shader "MyShader/BrightnessSaturationContrast" { // 調(diào)整亮度、飽和度、對(duì)比度Properties{_MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" {} // 主紋理_Brightness("Brightness", Range(0.5, 3)) = 1 // 亮度_Saturation("Saturation", Range(0.1, 5)) = 1 // 飽和度_Contrast("Contrast", Range(0.4, 3)) = 1 // 對(duì)比度}SubShader{Pass {// 深度測(cè)試始終通過(guò), 關(guān)閉深度寫(xiě)入//ZTest Always ZWrite OffCGPROGRAM#pragma vertex vert_img // 使用內(nèi)置的vert_img頂點(diǎn)著色器#pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc"sampler2D _MainTex; // 主紋理half _Brightness; // 亮度half _Saturation; // 飽和度half _Contrast; // 對(duì)比度f(wàn)ixed4 frag(v2f_img i) : SV_Target { // v2f_img為內(nèi)置結(jié)構(gòu)體, 里面只包含pos和uvfixed4 tex = tex2D(_MainTex, i.uv); // 紋理采樣fixed3 finalColor = tex.rgb * _Brightness; // 應(yīng)用亮度_Brightnessfixed luminance = 0.2125 * tex.r + 0.7154 * tex.g + 0.0721 * tex.b; // 計(jì)算亮度f(wàn)ixed3 luminanceColor = fixed3(luminance, luminance, luminance); // 飽和度為0、亮度為luminance的顏色finalColor = lerp(luminanceColor, finalColor, _Saturation); // 應(yīng)用飽和度_Saturationfixed3 avgColor = fixed3(0.5, 0.5, 0.5); // 飽和度為0、亮度為0.5的顏色finalColor = lerp(avgColor, finalColor, _Contrast); // 應(yīng)用對(duì)比度_Contrastreturn fixed4(finalColor, tex.a);}ENDCG}}Fallback Off
}

? ? ? ? 說(shuō)明：創(chuàng)建材質(zhì)，并重命名為?BrigSatuContMat，將 BrigSatuCont.shader 拖拽到 BrigSatuContMat 中。

? ? ? ? 4）添加 Feature

????????在 Assets 窗口選中 Universal Renderer Data 文件，在 Inspector 窗口依次點(diǎn)擊【Add Renderer Feature→Fullscreen Feature】，如下。

? ? ? ? 將 BrigSatuContMat 材質(zhì)拖拽到 Renderer Feature 中，并修改 Name 屬性為 BrigSatuCont，如下。

? ? ? ? 5）運(yùn)行效果

????????通過(guò)修改 BrigSatuContMat 中 Brightness、Saturation、Contrast 屬性，運(yùn)行效果如下。左側(cè)是原圖，右側(cè)是調(diào)整亮度、飽和度、對(duì)比度后的渲染效果。

? ? ? ? 6）動(dòng)態(tài)獲取 Feature

????????用戶如果想在 MonoBehaviour 中獲取 Renderer Feature，可以通過(guò)以下代碼片段獲取。

private FullscreenFeature GetFeature(string name) { // 獲取featureUniversalRendererData rendererData = Resources.Load<UniversalRendererData>("Full Universal Renderer Data");if (rendererData != null && !string.IsNullOrEmpty(name)) {List<FullscreenFeature> features = rendererData.rendererFeatures.OfType<FullscreenFeature>().ToList();foreach (FullscreenFeature feature in features) {if (name.Equals(feature.name)) {return feature;}}}return null;
}

? ? ? ? 也可以通過(guò)以下工具類(lèi)獲取 Renderer Feature。

????????URPFeatureUtils.cs

using UnityEngine.Rendering.Universal;
using UnityEngine.Rendering;
using System.Reflection;public class URPFeatureUtils {private static URPFeatureUtils instance; // 單例private UniversalRendererData rendererData; // 渲染數(shù)據(jù), 存儲(chǔ)了feature列表private URPFeatureUtils() {rendererData = GetRendererData();}public static T GetFeature<T>(string name) where T : ScriptableRendererFeature { // 獲取featureif (instance == null) {instance = new URPFeatureUtils();}if (instance.rendererData != null) {return GetFeature<T>(instance.rendererData, name);}return null;}private static T GetFeature<T>(UniversalRendererData rendererData, string name) where T : ScriptableRendererFeature { // 獲取featureif (rendererData != null && !string.IsNullOrEmpty(name)) {foreach (ScriptableRendererFeature feature in rendererData.rendererFeatures) {if (feature is T && name.Equals(feature.name)) {return (feature as T);}}}return null;}private UniversalRendererData GetRendererData() { // 通過(guò)反射獲取渲染數(shù)據(jù), 也可以通過(guò)Resources.Load加載, 但是需要將UniversalRendererData文件放在Resources目錄下UniversalRenderPipelineAsset urpAsset = GraphicsSettings.renderPipelineAsset as UniversalRenderPipelineAsset;FieldInfo propertyInfo = urpAsset.GetType().GetField("m_RendererDataList", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);ScriptableRendererData[] rendererDatas = (ScriptableRendererData[])propertyInfo.GetValue(urpAsset);if (rendererDatas != null && rendererDatas.Length > 0 && (rendererDatas[0] is UniversalRendererData)) {return rendererDatas[0] as UniversalRendererData;}return null;}
}

? ? ? ? 說(shuō)明：之所以要使用反射，因?yàn)?UniversalRenderPipelineAsset 中的 m_RendererDataList 屬性不是 public 的，并且沒(méi)有給外界提供獲取 m_RendererDataList 的接口。