游戲中的畫面是如何從數據經過計算顯示在屏幕上？ UnitySRP將渲染管線開放出來，URP作為官方實踐示例，能看到具體如何設計和實現一個渲染管線，作為學習了解渲染流水線的開端是極好的。 內容不局限于Unity，只是將其作為實踐樣例來討論如何渲染。

【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達

快速引導：

既然想探索如何渲染的，那就先看看現有的方案是如何運作的，從頂向下逐層探索。這里選擇用UnityURP作為開始的探索的參考，相對會比較容易入手，URP管線的源碼都是可見的更容易理解管線到底在做什么。當然也不局限于Unity，OpenGL的參考也是了解其原理的重要途徑。

探索路徑結構：

先對渲染的整體流程做粗顆粒度的串聯。再細化每個階段具體如何實現和處理。對于使用Unity來講，有很多流程是固定的，甚至是因為固定必要的硬件級別的實現加速都處理好了。但是對于想要完整知道他是怎么做的來說，Unity的官方介紹文檔還是粗糙了很多。所以這里只是以Unity作為探索實踐的參考。

（對渲染的探索是個持續不斷完善的過程，記錄這個過程將零散的內容整理起來，其中肯定會有理解偏差和問題，如果哪里有問題，歡迎在評論區探討和指出）

開始之前先給出最粗略的渲染流水線

應用階段 -〉幾何階段 -〉 光柵化階段 -〉逐片元階段 -〉輸出

在了解這些具體是什么之前，得先了解一些概念。才知道各個文章書中說的這些到底在實踐中是什么樣的，有個具象的概念，能更好的理解發生了什么。

前置概念

渲染流水線Rendering Pipeline的基本概念：

渲染管線是什么？有哪些內容？在Unity中哪個環節怎么實現的？先參看一下下面的基本的概念簡述快速了解它是誰、它在哪、干了什么。

• 一、Unity URP 渲染管線定義辨析

  二、關鍵差異

維度?	渲染流水線	URP渲染管線
?層級?	GPU硬件處理圖像的底層流程	Unity引擎實現的高層框架
?可變性?	硬件固定的標準流程	可通過C#腳本和Shader編程定制
?優化目標?	理論執行效率	實際項目性能（如移動端幀率）
?Unity中的角色?	圖形學基礎概念	逐步取代舊版內置管線的新方案?

三、核心關系

?? 渲染流水線描述圖形數據的?處理原理?，URP則是Unity提供的?工程化解決方案?，通過優化流水線各階段執行邏輯提升實際渲染效率?

1. ?渲染流水線(Rendering Pipeline)

   指GPU處理圖形數據的?標準化流程?，包含三個核心階段：

   • ?應用階段(CPU)：加載模型/紋理數據到顯存，設置渲染狀態，發送Draw Call指令?
   • ?幾何階段(GPU)：頂點變換（模型坐標→世界坐標→視圖坐標→投影坐標）、光照計算、圖元裝配?
   • ?光柵化階段(GPU)：將圖元轉換為像素，執行片元著色
   • 逐片元階段(GPU)：深度/模板測試，輸出到幀緩沖區?

2. URP渲染管線(Universal Render Pipeline)

   是Unity提供的?可編程框架?，用于?組織并優化?底層渲染流水線的具體實現：

   • 提供預設渲染流程（如前向/延遲渲染路徑）
   • 通過Shader控制幾何與光柵化階段的可編程環節?
   • 針對性能優化：減少Draw Call、合并光照計算、簡化渲染環節?

• ?URP是對渲染流水線的封裝?：它將標準流水線階段（如頂點處理、光照計算）抽象為可配置模塊?

• ?優化實現?：通過動態批處理減少Draw Call次數?，合并光源計算降低幾何階段負載，通過SRP Batch 減輕SetPassCall設置渲染狀態負擔。

• ?擴展性?：開放Shader接口控制流水線中的關鍵環節（如幾何著色器）?

• 內置與URP渲染管線架構差異對比簡述

  • 內置管線（Built-in）

    • ?固定架構?：采用傳統前向/延遲渲染模式，渲染流程不可定制，開發者無法修改核心邏輯?。
    • ?多Pass光照處理?：每個動態光源對物體產生獨立Pass，導致DrawCall隨光源數量線性增長?。
    • ?功能冗余?：支持全局光照、曲面細分等高級特性，但移動端性能開銷大?。

  • ?URP管線（Universal Render Pipeline）

    • ?模塊化架構?：基于SRP（Scriptable Render Pipeline）框架，通過C#腳本控制渲染流程（如RenderPass），支持高度定制?。
    • ?單Pass前向渲染?：所有光源在?一個Pass內處理?，顯著降低DrawCall?。
    • ?輕量化設計?：默認關閉高開銷功能（如視差貼圖），專注于跨平臺性能優化?

  • 渲染流水線和管線中的Pass關系

    Pass機制的本質?

    ?每個Pass并非完整的渲染流水線?，而是流水線中的子階段：

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    ?關鍵區別總結?

維度?	?內置管線?	?URP?
流水線架構	固定不可修改	模塊化可編程（C#控制）
Pass機制	多Pass光源（性能開銷大）	單Pass多光源（移動端友好）
擴展性	需修改引擎源碼	通過RenderPass靈活定制
適用場景	PC/主機高畫質項目	跨平臺/移動端/VR項目

誤區：
“每個Pass=完整流水線”? 是錯誤的。Pass僅是流水線中處理特定任務（如光照）的?子階段，完整流水線包含頂點處理、光柵化、片元著色等全流程?。
URP通過單Pass優化降低了光源計算復雜度，但流水線其他階段（如陰影生成）仍可能涉及多個Pass?

1. ?Pass的功能定位?：
   • ?內置管線?：
     • Base Pass處理主平行光+逐頂點光源/SH光照?。
     • Additive Pass逐光源疊加其他逐像素光?。
   • ?URP?：
     • 單Pass完成所有光源計算（Clustered Forward Shading）?。
     • 通過SRP Batcher合并相同Shader的材質，減少GPU數據提交?。
2. ?Pass與流水線的關系?：
   • 完整流水線包含?幾何處理→光柵化→像素著色?等階段，而Pass僅負責?光照計算?等局部任務?。
   • URP的RenderPass可插入自定義階段（如后處理、遮擋剔除），擴展流水線功能?。

有了渲染流水線和渲染管線的基本概念區分，就可以知道渲染流水線是包含在渲染管線中的一部分，其中GPU部分主要靠Unity的各個功能不同的Pass輸出到管線指定的位置。渲染管線是渲染模塊中組織這些Pass和其他相關內容一起完成渲染的固定或可編程可配置的渲染組織程序。

渲染流水線的核心概念是通用的，可以拋開管線單獨學習。這里為了便于理解，結合Unity URP渲染管線作為實現參考。其中 下面要介紹的應用階段是在CPU上執行的，其余階段從幾何階段到最后輸出都是在GPU上執行的，并且后面這些階段也都是在Unity Shader 中的每個Pass中實現的。所以通過了解URP中的各個Pass可以在看到Unity是怎么具體實現的，數據在當中是怎么流轉的。當然URP中使用HLSL編寫核心Shader代碼，相比內置管線中默認用CG來寫Shader代碼對后期學習也有幫助，畢竟CG已經停止維護了，后面URP也要作為Unity默認渲染管線。

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小結

有了以上概念，知道了要探索的內容在實際實踐中是以什么樣式的存在。那么就可以開始細化每個階段。

由于每個階段可能涉及到的內容會很多很負責，主體內容上前期會從渲染流水線為主線，逐步拆解。下一篇會列出渲染流水線中詳細的各個階段作為整體索引。后面各個階段探索都以此為主要節點展開。

【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達
（歡迎點贊留言探討，更多人加入進來能更加完善這個探索的過程，??）