【URP】Shader繪制棋盤格對比內置管線

Unity內置渲染管線和URP在Shader編寫上的主要區別：1)URP使用HLSL而非CG語言；2)URP需添加RenderPipeline=UniversalPipeline標簽；3)URP使用CBUFFER宏封裝材質屬性；4)包含文件路徑不同。以棋盤格Shader為例，URP版本需要修改語言標簽、變量聲明方式和著色器庫引用。相比內置管線，URP更模塊化，支持跨平臺優化，但需注意部分高級功能可能不兼容。遷移時需替換代碼結構并利用URP特有功能如SRPBat

以繪制棋盤格為例，對比內置管線和URP中的Shader異同。

【從UnityURP開始探索游戲渲染】專欄-直達

異同簡述

面板屬性定義Properties一樣的
Tags主要區別在于RenderPipeline的聲明
這里沒涉及到的渲染命令也是一樣的。
主要區別在Pass中使用CG還是HLSL
其中引用的內置變量的庫不同，內置引用UnityCG.cginc，而URP中引用URP包中的core.hlsl
再有HLSL中定義變量用靜態緩沖宏定義包裹，CBUFFER_START(UnityPerMaterial)，CBUFFER_END。內置中直接定義變量。

內置渲染管線與URP的基本概念對比

?內置渲染管線(Built-in Render Pipeline)

Unity的默認渲染管線，采用固定架構設計
基于傳統的前向渲染和延遲渲染模式，代碼高度耦合
自定義選項有限，修改渲染流程需直接修改Unity源碼
使用CG語言編寫Shader，支持Standard Shader等內置著色器

?通用渲染管線(URP)

基于可編程渲染管線(SRP)框架的模塊化設計
核心邏輯通過C#腳本控制，如RenderPipeline和RenderPass
輕量且可擴展，專注于跨平臺性能優化
使用HLSL語言編寫Shader，支持Shader Graph可視化編輯

Shader的具體差異對比

對比維度	內置渲染管線	URP
?編程語言?	主要使用CG	主要使用HLSL
?SubShader標簽?	無特殊要求	需添加"RenderPipeline"="UniversalPipeline"
?光照處理?	內置光照模型	基于物理渲染(PBS)系統
?合批流程?	傳統合批	支持SRP Batcher
?數據類型?	支持fixed類型	僅支持half/float類型
?著色器庫?	UnityCG.cginc	Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary
?后處理支持?	有限支持	更強大的后處理系統

Shader遷移到URP的步驟

?基礎修改?

在SubShader的Tags中添加"RenderPipeline"="UniversalPipeline"
將CGPROGRAM/ENDCG替換為HLSLPROGRAM/ENDHLSL
替換包含文件：#include "UnityCG.cginc" → #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

?數據類型和函數調整?

將fixed類型改為half或float
更新光照計算函數，使用URP提供的API
將屬性定義在CBUFFER_START(UnityPerMaterial)塊中以提高兼容性

?使用遷移工具?

Unity官方提供Render Pipeline Converter工具
可自動轉換大部分標準Shader
對于自定義Shader，需要手動調整

?驗證和優化?

檢查材質在URP下的渲染效果
優化性能，利用URP特性如SRP Batcher
測試不同平臺的表現

遷移注意事項

?不兼容功能處理?

某些高級特效(如曲面細分)在URP中可能不支持
需要尋找替代方案或使用HDRP

?性能優化?

URP更注重移動端性能，可減少不必要的計算
使用URP的批處理功能提高渲染效率

棋盤格Shader實現

內置Checkerboard.shader

Shader "Custom/Checkerboard"
{
    Properties
    {
        _GridSize ("Grid Size", Range(1, 100)) = 10
        _Color1 ("Color 1", Color) = (1,1,1,1)
        _Color2 ("Color 2", Color) = (0,0,0,1)
        _HighlightColor ("Highlight Color", Color) = (1,0,0,1)
        _HighlightCoord ("Highlight Coordinate", Vector) = (0,0,0,0)
    }
    
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };
            
            float _GridSize;
            fixed4 _Color1;
            fixed4 _Color2;
            fixed4 _HighlightColor;
            float2 _HighlightCoord;
            
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv * _GridSize;
                return o;
            }
            
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float2 gridPos = floor(i.uv);
                float pattern = fmod(gridPos.x + gridPos.y, 2.0);
                
                // 檢查是否是高亮坐標
                if (gridPos.x == _HighlightCoord.x && gridPos.y == _HighlightCoord.y)
                {
                    return _HighlightColor;
                }
                
                return pattern < 1.0 ? _Color1 : _Color2;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

URP Checkerboard.shader

Shader "Universal Render Pipeline/Checkerboard"
{
    Properties
    {
        _GridSize("Grid Size", Float) = 10
        _Color1("Color 1", Color) = (1,1,1,1)
        _Color2("Color 2", Color) = (0,0,0,1)
        _HighlightColor("Highlight Color", Color) = (1,0,0,1)
        _HighlightCoord("Highlight Coordinate", Vector) = (0,0,0,0)
    }

    SubShader
    {
        Tags 
        { 
            "RenderType" = "Opaque"
            "RenderPipeline" = "UniversalPipeline"
        }

        Pass
        {
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

            struct Attributes
            {
                float4 positionOS   : POSITION;
                float2 uv           : TEXCOORD0;
            };

            struct Varyings
            {
                float2 uv           : TEXCOORD0;
                float4 positionHCS  : SV_POSITION;
            };

            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
                float _GridSize;
                float4 _Color1;
                float4 _Color2;
                float4 _HighlightColor;
                float2 _HighlightCoord;
            CBUFFER_END

            Varyings vert(Attributes IN)
            {
                Varyings OUT;
                OUT.positionHCS = TransformObjectToHClip(IN.positionOS.xyz);
                OUT.uv = IN.uv * _GridSize;
                return OUT;
            }

            half4 frag(Varyings IN) : SV_Target
            {
                float2 gridPos = floor(IN.uv);
                float pattern = fmod(gridPos.x + gridPos.y, 2.0);

                if (gridPos.x == _HighlightCoord.x && gridPos.y == _HighlightCoord.y)
                {
                    return _HighlightColor;
                }

                return pattern < 1.0 ? _Color1 : _Color2;
            }
            ENDHLSL
        }
    }
}