簡(jiǎn)介： 最近有一個(gè)功能要修改管線，引擎沒有人手，那就只能靠自己了，個(gè)人是很不喜歡改內(nèi)置的東西的，不過迫不得已也得干呀，既然要改，甭管該多少，先抽點(diǎn)時(shí)間梳理一下 URP（SRP） 的來龍去脈。
軟件： unity 2021.3.21f1c1
管線：com.unity.render-pipelines.universal@12.1.7
還額外獲得了一個(gè)看類的好工具-VS的類設(shè)計(jì)器，下面也會(huì)附上用法

類設(shè)計(jì)器的安裝與使用

打開安裝工具

單個(gè)組件，類設(shè)計(jì)器安裝

在一個(gè)類上右鍵 選擇查看類圖，便可以查看，可以同時(shí)多選多個(gè)類進(jìn)行查看，在類圖上右鍵也可以添加基類和派生類到視圖中，可以一鍵排布布局

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類圖關(guān)系

結(jié)構(gòu)梳理

首先看一下幾個(gè)基類

render和data類

1. RenderPipelineAsset 和 RenderPipeline 應(yīng)該是一對(duì)兒，我們簡(jiǎn)稱為管線對(duì)兒
2. ScriptableRendererData 和 ScriptableRenderer 是一對(duì)兒，我們簡(jiǎn)稱其為渲染對(duì)兒
   其中 RenderPipelineAsset 為管線對(duì)兒的數(shù)據(jù)文件，ScriptableRendererData 為渲染對(duì)兒的數(shù)據(jù)文件

分對(duì)兒看

管線對(duì)兒 RenderPipelineAsset 和 RenderPipeline

1. 先看 RenderPipelineAsset ，啟用 URP 管線必要的配置文件，可簡(jiǎn)單理解為，URP 就從這里開始（在這之前可能還有其它方法來調(diào)用，但我們可以先找一個(gè)簡(jiǎn)單的頭） 。
   其中的 RenderPipelineAsset 就是我們使用 URP 管線時(shí)首先要?jiǎng)?chuàng)建的管線資源文件，所以他的主要功能就是用來存儲(chǔ)管線需要用到的數(shù)據(jù)和配置
   

   PipelineAsset文件
   
   
   設(shè)置管線Asset文件后，我們的 URP 管線就正式激活了
   
   RenderPipelineAsset
   是一個(gè)抽象類，主要有四個(gè)方法 CreatePipleline、OnDisable、OnValidate、RenderPipelineAsset（構(gòu)造函數(shù)），屬性就是一些類似配置的屬性。通過方法可以看出，RenderPipelineAsset 的主要目的就是使用其保存的數(shù)據(jù)和配置創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的 RenderPipeline 管線。
   默認(rèn) URP 自帶一個(gè) RenderPipelineAsset 的派生類UniversalRenderPipelineAsset ，這個(gè)就是我們實(shí)際使用的管線Asset文件。我們要寫自己的管線，那么我們的Asset文件也需要派生自 RenderPipelineAsset

2. UniversalRenderPipelineAsset
   默認(rèn) URP 的管線數(shù)據(jù)資源類，他有一個(gè)自己的 Editor界面繪制類 UniversalRenderPipelineAssetEditor。界面如下
   

   URP Asset
   
   主要包含渲染設(shè)置，質(zhì)量設(shè)置，燈光設(shè)置，陰影設(shè)置，后處理設(shè)置。
   可以看出，這個(gè)類就是用來配置我們渲染管線的相關(guān)設(shè)置的。
   • 提供了右鍵菜單創(chuàng)建 UniversalRenderPipelineAsset 文件的功能，在創(chuàng)建的過程中還會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè) ScriptableRendererData 對(duì)象并保存為Asset文件,這個(gè)文件就是用來后期生成 ScriptableRenderer 用的。
   • 包含一個(gè) UniversalRenderData 的對(duì)象列表，用來生成和設(shè)置相機(jī)的 ScriptableRenderer。
   • 以屬性的形式保存了管線需要的一些默認(rèn)材質(zhì)球
   • 提供通過索引來獲取 ScriptableRenderer 的方法 GetRenderer

3. RenderPipeline
   RenderPipeline 這是個(gè)抽象基類，和 RenderPipelineAsset 是對(duì)應(yīng)的，主要提供了一些約定方法。
   

   RenderPipeline 抽象類

4. UniversalRenderPipeline
   UniversalRenderPipeline 是 unity 默認(rèn)帶的一個(gè) URP 的 RenderPipeline 派生類，如果我們沒有自定義過其它 RenderPipeline 那應(yīng)該只有這一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)類。它是通過 UniversalRenderPipelineAsset 的 (protected) CreatePipeline 方法來創(chuàng)建的。
   UniversalRenderPipeline 的構(gòu)造函數(shù)默認(rèn)強(qiáng)制傳入一個(gè) UniversalRenderPipelineAsset 對(duì)象，原因就是 UniversalRenderPipeline 需要使用 UniversalRenderPipelineAsset 里面的數(shù)據(jù)和配置生成正確的 Pipeline
   

   包含的方法
   • 這個(gè)類就具體的負(fù)責(zé)了渲染的流程，例如相機(jī)的設(shè)置，相機(jī)的排序，相機(jī)的堆棧渲染，燈光的處理，渲染的調(diào)用，等等
   • 這個(gè)類在 URP 的默認(rèn)源碼中的一處調(diào)用是 UniversalRenderPipelineAsset 的 scriptableRendererData 屬性，這個(gè)屬性用來獲取默認(rèn)材質(zhì)和獲取 ScriptableRendererData ，其 get 方法調(diào)用了 CreatePipeline();。
   • 另一處就是 UniversalRenderPipelineAsset 的基類 RenderPipelineAsset 約定的 (internal) InternalCreatePipeline 中調(diào)用了 抽象方法 CreatePipeline(),這個(gè)方法在 UniversalRenderPipelineAsset 進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

渲染對(duì)兒 ScriptableRendererData 和 ScriptableRenderer

與 RenderPipelineAsset和 RenderPipeline 關(guān)系類似，ScriptableRendererData 是一個(gè)數(shù)據(jù)配置存儲(chǔ)文件，用來生成 ScriptableRenderer 對(duì)象。UniversalRenderPipelineAsset 對(duì)象內(nèi)部用一個(gè) ScriptableRendererData[] 數(shù)組來保存不同的 ScriptableRendererData 對(duì)象

1. 先看 ScriptableRendererData
   一個(gè)可以序列化保存的對(duì)象，主要包含一個(gè) RenderFeatures 列表，公用方法就一個(gè) SetDirty() ，還一個(gè)保護(hù)類型的 Create 抽象方法，用來創(chuàng)建 ScriptableRenderer 。
   結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，大體意思應(yīng)該就是約定，renderdata 內(nèi)需要保存 RenderFeatures ，然后派生類需要實(shí)現(xiàn) Create（）方法用來創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的 ScriptableRenderer 對(duì)象
   
   ScriptableRendererData
2. UniversalRendererData
   引擎默認(rèn)派生了三個(gè) data 類 Renderer2DData、ForwardRendererData、UniversalRendererData，其中的 ForwardRenderer 是一個(gè)被舍棄的 Renderer，被UniversalRendererData代替。
   每一個(gè)data派生類，內(nèi)部都有一個(gè) ShaderResources 類，用來保存當(dāng)前管線需要的一些 shader 路徑。

三個(gè)data派生類

UniversalRendererData 有一個(gè)專門的 UniversalRendererDataEditor 類來繪制其 Inspector 界面

UniversalRendererData 界面

可以看到，基本包含了一些具體的渲染設(shè)置，還有基類約定的 Feature 對(duì)象。
* 實(shí)現(xiàn)了基類的 Create() 方法，用來創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的 ScriptableRenderer
* 包含渲染排序，渲染路徑的設(shè)置，后處理等渲染選項(xiàng)的設(shè)置，和 UniversalRenderPipelineAsset 不同的是，UniversalRenderPipelineAsset 的設(shè)置大部分是關(guān)于，整套管線的流程類型的，UniversalRendererData 則側(cè)重于具體的渲染開關(guān)，和 pass 設(shè)置。 也就是 UniversalRendererData 負(fù)責(zé)的是 UniversalRenderPipelineAsset 負(fù)責(zé)的整個(gè)管線中渲染的一小部分。所以 UniversalRenderPipelineAsset 里面是有一個(gè) UniversalRendererData 列表的。

3. ScriptableRenderer
   一個(gè)抽象類，使用 ScriptableRendererData 的配置數(shù)據(jù)，通過ScriptableRendererData 的 Create 方法進(jìn)行創(chuàng)建其派生類。
   • 包含大量的渲染開關(guān)和屬性，用來做具體渲染時(shí)的控制
   • 構(gòu)造函數(shù)必須包含 ScriptableRendererData 對(duì)象，確保生成的 renderer 的正確性
   • 主要針對(duì)相機(jī)的渲染操作，例如，設(shè)置渲染target，設(shè)置 culling 參數(shù)，設(shè)置燈光，設(shè)置渲染前的pass 等
4. UniversalRenderer
   ScriptableRenderer 的派生數(shù)量與 ScriptableRendererData 的數(shù)量 一 一 對(duì)應(yīng)。
   
   三個(gè)renderer派生類
   • UniversalRenderer 的方法與基類方法基本一致，大部分都是覆寫。
   • 主要用來處理渲染時(shí)，渲染對(duì)象，渲染狀態(tài)等的控制
   • 內(nèi)部持有大量的 ScriptableRenderPass(抽象類)的派生類，用來處理渲染效果。
   • 持有大量的渲染材質(zhì)，用來處理渲染效果。
   • 持有大量的RTHandle ，用來處理渲染輸出。

   • 所以 UniversalRenderer 是我們應(yīng)用到的最多的渲染類。

     
     
     內(nèi)部持有的大量渲染用對(duì)象

擴(kuò)散

上述幾個(gè)類的相互關(guān)系

• RenderPipelineAsset 生成 RenderPipeline，RenderPipeline 用來控制管線的渲染流程
• RenderPipelineAsset 包含 ScriptableRendererData 列表
• ScriptableRendererData 生成 ScriptableRenderer ， ScriptableRenderer 用來控制渲染指令和狀態(tài)

UniversalAdditionalCameraData

RednerPipeline 咋調(diào)用的 ScriptableRenderer 呢
在上面的代碼分析中，我們并沒有找到直接的調(diào)用關(guān)系

• 引擎在切換到 URP 管線后，我們會(huì)注意到，相機(jī)上會(huì)新增一個(gè) UniversalAdditionalCameraData 組件，這個(gè)組件內(nèi)部的一個(gè)共有屬性 scriptableRenderer 它通過相機(jī)上設(shè)置的 renderer 的索引，使用 UniversalRenderPipeline.asset.GetRenderer(defaultIndex); 來獲取當(dāng)前相機(jī)的 ScriptableRenderer 。

• 在 UniversalRenderPipeline 的 InitializeAdditionalCameraData 方法執(zhí)行時(shí)，將 ScriptableRenderer 包裝進(jìn)了 CameraData，所以在 pipeline 的執(zhí)行過程中，大部分情況下可以通過 CameraData 來獲取 ScriptableRenderer ，對(duì)應(yīng)的屬性名為 renderer
  cameraData.renderer = asset.scriptableRenderer;

• 所以之前也說 ScriptableRenderer 是針對(duì)與相機(jī)渲染的

ScriptableRenderPass

1. 主要用于實(shí)際的渲染操作，大部分存在于 RenderFeature 和 ScriptableRenderer 中。
2. ScriptableRenderer 中包含了 m_ActiveRenderPassQueue 隊(duì)列，F(xiàn)eature 內(nèi)的 pass 也通過遍歷的形式被添加進(jìn) m_ActiveRenderPassQueue
3. 渲染操作遍歷 m_ActiveRenderPassQueue 進(jìn)行渲染狀態(tài)的操作與渲染
4. 所以 ScriptableRendererFeature 可以實(shí)現(xiàn)類似舊管線中的多 pass 渲染

ScriptableRendererFeature

1. ScriptableRendererData 內(nèi)包含 ScriptableRendererFeature 列表
2. 在生成 ScriptableRenderer 的時(shí)候會(huì)將 ScriptableRendererData 內(nèi)的 ScriptableRendererFeature 傳遞到 ScriptableRenderer 的 m_RendererFeatures 內(nèi)。
3. 在 ScriptableRenderer 抽象類內(nèi)，需要調(diào)用的地方以遍歷的形式進(jìn)行調(diào)用，例如 AddRenderPasses、OnPreCullRenderPasses、Dispose 等
4. ScriptableRendererFeature 的派生類內(nèi)基本都會(huì)包含一個(gè) renderObjectsPass，通過前幾步的調(diào)用關(guān)系，便可以將當(dāng)前的feature的pass 傳遞到 Renderer 的渲染過程中。
5. ScriptableRendererFeature 內(nèi)可以包含各種設(shè)置屬性，用來設(shè)置其內(nèi)部將要參與渲染的 ScriptableRenderPass

結(jié)束

基本結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，大致如此，主要的就是先了解四個(gè)基類的關(guān)系，然后是其派生類

四個(gè)大類

然后就是四大類中主要用到的幾個(gè)類

相關(guān)類