本文系統(tǒng)介紹了Unity URP渲染流水線的工作原理與實現流程。文章首先概述了渲染管線的三大階段（應用、幾何、光柵化），詳細分解了從頂點著色到屏幕映射的每個處理步驟，重點講解了URP在前向渲染路徑下的實現機制。內容包括：頂點著色器坐標變換流程、GPU自動執(zhí)行的裁剪和歸一化處理、光柵化階段操作，以及URP在SRP架構上的擴展特性。文章還提及了實時陰影計算、后處理特效等擴展功能，旨在為開發(fā)者提供完整的URP渲染管線知識框架，并鼓勵讀者參與討論完善內容。

【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達

有了開篇的渲染管線和渲染流水線的基本概念，接下來先從原理上看看渲染流水線是怎么運作的，然后再看看UnityURP是對應是怎么實現的，最后再看UnityURP是怎么構建渲染管線，逐層探索剖析。本篇作為渲染流水線的主線文章，將列舉渲染流水線中的各個階段，將數據到圖像的每一步處理步驟都列出，每個階段的具體的詳細討論在后續(xù)相應的文章鏈接中展開詳解。

（對渲染的探索是個持續(xù)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(qū)探討和指出）

基于URP默認的渲染路徑：前向渲染Forward 來講解基本的渲染流水線

渲染路徑 概念在最后會講解，默認的前向渲染路徑就是最通用的復合常規(guī)的渲染流水線中的流程，其他路徑都是優(yōu)化特定情況而出現的，先用前向的學習后再看其他的渲染路徑。

渲染流水線（Rendering Pipeline）中可編程或可配置階段，按順序執(zhí)行：

應用階段 -〉幾何階段 -〉 光柵化階段 -〉逐片元階段 -〉輸出

應用階段(CPU)包括（包圍盒裁剪、遮擋剔除、其他裁剪算法等）

幾何階段(GPU)包括（頂點著色器(可編程)、細分著色器(可選)、幾何著色器(可選)、圖元裝配(固定)、裁剪(固定)、歸一化設備坐標(透視除法；固定)、屏幕映射(固定)）

光柵化階段(GPU)包括（光柵化(三角形設置、三角形遍歷；固定)、片元著色器(可編程)）

逐片元階段(GPU)包括（（可見性測試Scissor、多重采樣測試）透明度測試、模版測試、深度測試、深度寫入、混合）（全可配置）

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接下來詳細列出渲染流水線的階段索引

應用階段

• 包圍盒裁剪
• 遮擋剔除
• 其他裁剪算法
• 渲染命令隊列和其中的渲染指令(drawcall)、渲染狀態(tài)設置

幾何階段

• 關鍵順序?：

1. 頂點著色器輸出齊次裁剪坐標（如 UnityObjectToClipPos 返回值）?。
2. GPU執(zhí)行裁剪（依賴 w 分量的動態(tài)范圍）?。
3. ?透視除法觸發(fā)歸一化?，生成NDC坐標供屏幕映射?

模型空間 →（Model矩陣）→ 世界空間 →（View矩陣）→ 觀察空間 →（Projection矩陣）→ ?裁剪空間?→（透視除法）→ ?NDC空間? →（視口變換）→ 屏幕空間

• 其中模型空間到裁剪空間是在頂點著色階段運算的。（在頂點著色器中手動用MVP矩陣進行左乘計算）
• NDC空間是歸一化時做的 （GPU自動計算）
• 屏幕空間是屏幕映射階段做的 （GPU自動計算）
• 頂點著色器（Vertex Shader）?
• 可選階段：曲面細分著色器（Tessellation Shader）?
• 可選階段：幾何著色器（Geometry Shader）?
• ?圖元裝配
• 裁切
• 歸一化設備坐標（Normalized Device Coordinates， NDC）
• 屏幕映射

光柵化階段

• 光柵化?
• 片元著色器（Fragment Shader）?

逐片元階段

• 逐片元操作（Per-Fragment Operations）?
• 深度偏移（Slope Scale Depth Bias）?
• 渲染順序與層級

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Unity中基于SRP的URP渲染管線

• SRP提供的核心功能與架構?
• URP在SRP上的具體實現?
• URP對SRP的擴展與簡化?
• 對URP的擴展
• URP中的渲染路徑選擇?

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其他

URP中實時陰影計算流程

計算著色器（Compute Shader）?：GPU 通用計算，可并行處理非圖形任務（需單獨編寫）。

后處理（Post-Processing）?：屏幕空間特效（如 Bloom），通過 URP Renderer Feature 添加。

投影Projector。

平面陰影

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【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達
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