自定義后處理實(shí)戰(zhàn)：從Volume參數(shù)到RenderPass全解析)
1. 為什么URP下做自定義后處理和以前完全不一樣如果你正在Unity項(xiàng)目里用URP做渲染八成會(huì)碰到這樣一個(gè)需求在屏幕上加一個(gè)全局的模糊、描邊、掃描線、徑向畸變之類的效果。以前用內(nèi)置渲染管線的時(shí)候我們習(xí)慣在OnRenderImage里寫幾行Graphics.Blit掛到相機(jī)上就能跑。但到了URP下面這套思路直接作廢——很多人第一次遷移到URP時(shí)都會(huì)卡在這里不是黑屏就是報(bào)錯(cuò)要么就是效果完全不動(dòng)。其實(shí)URP并不拒絕后處理它只是換了一套更規(guī)范、更接近現(xiàn)代渲染架構(gòu)的玩法。核心的變化在于后處理不再是掛在相機(jī)上的MonoBehaviour而是變成了Volume框架下的一個(gè)“可配置的PostProcess組件” 一個(gè)“Render Pass”的組合體。后者的執(zhí)行時(shí)機(jī)、渲染目標(biāo)、資源生命周期都由Renderer控制。這篇文章就來拆解這一套完整機(jī)制從原理到代碼到踩坑讓你看完之后能自己寫出一個(gè)能落地的高級(jí)自定義后處理。這篇內(nèi)容適合三種人一是從內(nèi)置管線遷到URP、還不太清楚新后處理該怎么做的人二是想要在URP里實(shí)現(xiàn)“特殊風(fēng)格化”效果、但不滿足于Asset Store現(xiàn)成插件的進(jìn)階開發(fā)者三是準(zhǔn)備做移動(dòng)端或跨平臺(tái)項(xiàng)目、需要自己在后處理上摳性能的工程師。我會(huì)盡量把原理講清楚也會(huì)給出可以直接抄的代碼和步驟。看完之后你至少能自己搭一個(gè)支持Volume參數(shù)調(diào)度的自定義全屏效果并且知道該去哪里排查問題。2. 先搞清楚URP后處理的“地盤”和“流程”2.1 內(nèi)置管線與URP后處理的本質(zhì)差異內(nèi)置管線里Camera的OnRenderImage相當(dāng)于一個(gè)“后處理的鉤子”渲染完場景后引擎把當(dāng)前畫面丟到一個(gè)RT里面你在回調(diào)里拿這個(gè)RT做各種操作后再賦值給目標(biāo)。這個(gè)流程簡單但問題也不少每次操作都是來回拷貝RT資源的生命周期完全依賴開發(fā)者的自覺在SRP里更麻煩因?yàn)镽enderPipeline的渲染循環(huán)不再由Unity隱式管理OnRenderImage在URP的相機(jī)渲染流程中根本不會(huì)被調(diào)用。URP的做法是把后處理拆到渲染流程里。Camera會(huì)按一系列RenderPass順序執(zhí)行先深度、再不透明、再透明、再天空盒、再后處理、再最終輸出。自定義后處理相當(dāng)于你要在這個(gè)流程中插入一個(gè)“屬于自己的RenderPass”并且利用Volume參數(shù)來控制它的強(qiáng)度、顏色、混合方式。這樣做的最大好處是整個(gè)渲染流程可預(yù)測、可組合、可裁剪也方便做SRP Batcher和各種優(yōu)化。2.2 Renderer Feature 與 ScriptableRenderPass 的分工在URP里想要插入一個(gè)自己的渲染步驟通常要做兩件事寫一個(gè)繼承自ScriptableRendererFeature的類它負(fù)責(zé)把Pass“安裝”到Renderer上寫一個(gè)繼承自ScriptableRenderPass的類它負(fù)責(zé)定義這個(gè)Pass內(nèi)部“到底怎么執(zhí)行”。你還可以把這兩者理解為“配置入口”和“執(zhí)行體”。Feature像是一個(gè)插座負(fù)責(zé)接收從Volume傳來的參數(shù)、決定將Pass插入到哪個(gè)渲染階段Pass則是插進(jìn)插座里的電器真正干活。實(shí)際項(xiàng)目中同一個(gè)Feature可以管理多個(gè)Pass比如一個(gè)后處理需要先在低分辨率做一遍模糊、再全屏做一次合成這可以拆成兩個(gè)pass順序執(zhí)行。有時(shí)候我們會(huì)被網(wǎng)上的各種所謂“URP后處理框架”搞暈但其實(shí)URP官方后續(xù)版本已經(jīng)內(nèi)置了FullScreenPassRendererFeature這類組件可以直接掛Shader做全屏Blit。但高級(jí)自定義后處理最好還是自己寫Feature和Pass因?yàn)檫@樣才能控制臨時(shí)RT、深度貼圖、多pass緩沖等底層的細(xì)節(jié)不然很容易被自帶的封裝限制住。2.3 兩條常用技術(shù)路線的選擇在具體實(shí)現(xiàn)上目前社區(qū)里主要有兩條路線直接基于CommandBuffer/Blitter在Pass里做屏幕Blit。這也是URP官方推薦的方式。你拿到當(dāng)前相機(jī)的Color目標(biāo)臨時(shí)創(chuàng)建一張同尺寸RT用你要的Shader blit過去再blit回來或直接輸出。使用FullScreenEffect之類的擴(kuò)展框架。這一類框架通常幫你封裝好了參數(shù)拉取、RT池、自動(dòng)掛載等邏輯你只需要寫Shader和Volume參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)是省事缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)成本被框架遮蔽了出了問題排查起來很麻煩。我個(gè)人的建議是第一次做的時(shí)候先手寫一次最簡單的路線不要一上來就套框架。手寫一遍你才能搞明白“哪個(gè)環(huán)節(jié)是執(zhí)行后處理的”“相機(jī)棧里的Overlay相機(jī)怎么處理”“MSAA和HDR會(huì)帶來什么影響”?？蚣芸梢灾笤倏丛砻靼字竽闵踔聊軐懗鲎约旱墓ぞ邘?。3. 手把手實(shí)現(xiàn)一個(gè)可調(diào)強(qiáng)度的自定義后處理這里我們用一個(gè)“徑向模糊Radial Blur”作為Demo目標(biāo)。徑向模糊聽起來高級(jí)但實(shí)現(xiàn)起來非常直觀從屏幕中心向外做采樣偏移再疊加回原圖非常適合演示參數(shù)調(diào)度、采樣優(yōu)化和臨時(shí)RT管理。如果你要換成描邊、色彩映射、掃描線只需替換Shader里的算法框架層完全不用動(dòng)。3.1 第一步定義Volume參數(shù)類后處理的“可調(diào)參數(shù)”由Volume框架管理。我們要定義一個(gè)繼承自VolumeComponent、且?guī)в蠽olumeParameterT字段的類這樣它才能出現(xiàn)在Inspector的Post-process Volume界面中。[System.Serializable, VolumeComponentMenu(Custom Post-process/Bokeh/RadialBlur)] public sealed class RadialBlurVolume : VolumeComponent, IPostProcessComponent { public FloatParameter strength new FloatParameter(0.5f); public IntParameter sampleCount new IntParameter(8); public ClampedFloatParameter centerOffset new ClampedFloatParameter(0f, -1f, 1f); public BoolParameter debugMode new BoolParameter(false); public bool IsActive() strength.value 0f; public bool IsTileCompatible() false; }幾點(diǎn)要說明VolumeComponentMenu里的路徑?jīng)Q定它出現(xiàn)在Volume Override里的分類。Gradient的Visual Environment里也可以在局部Volume中覆蓋這個(gè)參數(shù)。IPostProcessComponent是URP的“后處理組件”接口IsActive()返回false時(shí)URP會(huì)跳過這個(gè)后處理能省一筆開銷。IsTileCompatible()對于全屏效果一般返回false除非你很確定這個(gè)效果能在split-lighting tile環(huán)境下自動(dòng)處理。參數(shù)的默認(rèn)值要斟酌。比如強(qiáng)度默認(rèn)給0會(huì)使后處理默認(rèn)不生效這樣放到場景里不會(huì)突然改變畫面更安全。3.2 第二步編寫Renderer FeatureFeature類的職責(zé)是每幀檢查有沒有對應(yīng)的Volume參數(shù)如果有并將激活狀態(tài)就把我們的Pass添加到Renderer中。public class RadialBlurRendererFeature : ScriptableRendererFeature { private RadialBlurPass _pass; [SerializeField] private Material _material; // 或者從Shader動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 public override void Create() { _pass new RadialBlurPass(_material); } public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { if (_material null) return; var volume VolumeManager.instance.stack.GetComponentRadialBlurVolume(); if (volume null) return; if (!volume.IsActive()) return; _pass.Setup(volume); renderer.EnqueuePass(_pass); } }注意這里的VolumeManager.instance.stack是Unity在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)收集當(dāng)前相機(jī)相關(guān)Volume后生成的一個(gè)“Volume Stack”。你在代碼里通過GetComponentT()拿到的是當(dāng)前生效的Volume參數(shù)而不是某個(gè)場景對象身上的組件。這個(gè)機(jī)制要記牢很多初學(xué)者會(huì)把Volume當(dāng)作普通Component去Get結(jié)果拿到空引用。3.3 第三步編寫ScriptableRenderPass這是最核心的部分。我們在這個(gè)Pass里完成“從當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)中采樣 → 做多次偏移采樣 → 輸出回目標(biāo)”的過程。public class RadialBlurPass : ScriptableRenderPass { private Material _material; private RadialBlurVolume _volume; private RTHandle _tmpRT; public RadialBlurPass(Material material) { _material material; renderPassEvent RenderPassEvent.BeforeRenderingPostProcessing; } public void Setup(RadialBlurVolume volume) { _volume volume; } public override void OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData) { var desc renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor; desc.depthBufferBits 0; RenderingUtils.ReAllocateHandleIfNeeded(ref _tmpRT, desc, name: _RadialBlurTemp); } public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData) { var cmd CommandBufferPool.Get(RadialBlurPass); cmd.Clear(); var source renderingData.cameraData.renderer.cameraColorTargetHandle; int mainTex Shader.PropertyToID(_MainTex); int blurTex Shader.PropertyToID(_BlurTex); cmd.SetGlobalTexture(blurTex, _tmpRT); cmd.SetGlobalFloat(_Strength, _volume.strength.value); cmd.SetGlobalInt(_SampleCount, _volume.sampleCount.value); cmd.SetGlobalVector(_Center, new Vector4(0.5f _volume.centerOffset.value, 0.5f, 0f, 0f)); // Blit當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)到臨時(shí)RT cmd.Blit(source, _tmpRT); // 再把臨時(shí)RT作為輸入用材質(zhì)全屏繪制回相機(jī)目標(biāo) cmd.Blit(_tmpRT, source, _material, 0); context.ExecuteCommandBuffer(cmd); CommandBufferPool.Release(cmd); } public override void OnCameraCleanup(CommandBuffer cmd) { // 不需要手動(dòng)釋放RTHandle因?yàn)槭褂肦eAllocateHandleIfNeeded系統(tǒng)會(huì)管理生命周期 } }這里要拆開講幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)renderPassEvent選擇BeforeRenderingPostProcessing能保證這個(gè)效果運(yùn)行在URP自帶后處理之前這樣我們可以和官方AO、Bloom等效果正確疊加。如果希望效果在后期之后也可以選AfterRenderingPostProcessing。cameraColorTargetHandle是當(dāng)前相機(jī)正在渲染的顏色目標(biāo)。注意這不是BuiltinRenderTextureType.CameraTarget因?yàn)閁RP的Target往往是一張RT尤其當(dāng)相機(jī)開啟HDR、MSAA時(shí)。cmd.Blit的兩個(gè)重載要注意從RT blit到另一個(gè)RT和從RT blit到當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)。寫錯(cuò)參數(shù)會(huì)出現(xiàn)黑屏或翻轉(zhuǎn)。在OnCameraSetup中獲取cameraTargetDescriptor是在這個(gè)Pass真正執(zhí)行前確認(rèn)的分辨率。比如相機(jī)目標(biāo)開了MSAA這個(gè)descriptor里的msaaSamples會(huì)是大于1的數(shù)但后處理臨時(shí)RT通常不需要MSAA所以要把depthBufferBits設(shè)為0否則可能帶來多余的深度附加。3.4 第四步編寫后處理Shader這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全屏Shader我們用未被引擎封裝的Fragment Shader來采樣。徑向模糊核心就是以中心坐標(biāo)和當(dāng)前UV的連線作為方向從近到遠(yuǎn)多次采樣并累加。Shader Custom/RadialBlur { Properties { _MainTex (Source, 2D) white {} } SubShader { Tags { RenderTypeOpaque RenderPipelineUniversalPipeline } Blend Off ZWrite Off ZTest Always Cull Off Pass { HLSLPROGRAM #pragma vertex Vert #pragma fragment Frag #include Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl TEXTURE2D(_MainTex); SAMPLER(sampler_MainTex); TEXTURE2D(_BlurTex); SAMPLER(sampler_BlurTex); float _Strength; int _SampleCount; float4 _Center; struct Attributes { float4 positionOS : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct Varyings { float4 positionCS : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; Varyings Vert(Attributes input) { Varyings output; output.positionCS TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz); output.uv input.uv; return output; } half4 Frag(Varyings input) : SV_Target { float2 uv input.uv; float2 center _Center.xy; float2 dir uv - center; half4 color 0; float total 0; for (int i 0; i _SampleCount; i) { float t (float)i / (float(_SampleCount) - 1.0); float2 sampleUV uv - dir * _Strength * t; color SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, sampleUV); total 1.0; } color / total; // 和原始圖像混合讓中心區(qū)保留更多細(xì)節(jié) half4 source SAMPLE_TEXTURE2D(_BlurTex, sampler_BlurTex, uv); return lerp(source, color, _Strength * 0.5); } ENDHLSL } } }幾個(gè)細(xì)節(jié)要特別注意頂點(diǎn)著色器不能只用GetFullScreenTriangleVertex之類的內(nèi)置函數(shù)因?yàn)閁RP下官方推薦直接以triangle pass配合TransformObjectToHClip得到全屏NDC坐標(biāo)。但這里由于是從Blit管線調(diào)用頂點(diǎn)輸入由Unity自動(dòng)填充TransformObjectToHClip對全屏三角形是有效的。采樣時(shí)要注意平臺(tái)差異。在DX11、DX12這類平臺(tái)上SV_POSITION.y方向是反的所以如果后處理Shader里想直接使用positionCS.xy做屏幕空間操作需要在頂點(diǎn)到片元時(shí)處理翻轉(zhuǎn)。最簡單的方式是始終以input.uv為準(zhǔn)而不是用屏幕像素坐標(biāo)。上面的Shader用的是UV所以天然規(guī)避了大部分平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)問題。_BlurTex這個(gè)臨時(shí)RT傳進(jìn)去是為了拿原始清晰的圖來和模糊結(jié)果做lerp。注意我在Pass里先把源圖blit到_tmpRT緊接著又從_tmpRTblit回源。但Shader里我同時(shí)采樣了_MainTex和_BlurTex這看起來矛盾——因?yàn)榈谝淮蜝lit的輸入是source第二次blit的輸入是tmpRT其實(shí)第二次blit時(shí)_MainTex綁定的是當(dāng)前被采樣到的輸入即tmpRT而_BlurTex是全局紋理仍然是剛才手動(dòng)設(shè)置tmpRT的那張。所以_MainTex就是模糊用的采樣圖_BlurTex是原圖。如果你嫌繞可以直接在Shader里只采樣_MainTex然后把最終結(jié)果設(shè)為color不要在C#里設(shè)置_BlurTex。我保留這個(gè)是為了說明“Blit時(shí)輸入紋理始終是_MainTex”這一概念避免大家混淆。3.5 第五步把Feature掛到URP Renderer上打開ForwardRenderer或其他你用的URP Renderer資產(chǎn)在Renderer Features列表點(diǎn)“Add Renderer Feature”選擇Radial Blur Renderer Feat類在Inspector里把Material拖進(jìn)去。然后在場景中創(chuàng)建一個(gè)Global Volume在Volume Profile里點(diǎn)擊Add Override搜索“Radial Blur”加上后把“Active”勾上調(diào)節(jié)Strength即可。注意兩點(diǎn)一是Feature的Material如果是運(yùn)行時(shí)從Shader創(chuàng)建的記得調(diào)用CoreUtils.CreateEngineMaterial(shader)用它創(chuàng)建的材質(zhì)在編輯器和運(yùn)行時(shí)生命周期都有保證二是如果你的URP Renderer Asset里同時(shí)還有別的高開銷效果建議把無關(guān)Feature的“Active”勾掉否則即使某個(gè)后處理Volume參數(shù)是0Feature的IsActive判斷沒問題但它的Update邏輯依然會(huì)跑。4. 高級(jí)技巧臨時(shí)RT、深度貼圖、多Pass與性能考量上面這個(gè)Demo能跑通之后再往深處走你一定會(huì)碰到幾個(gè)繞不開的話題臨時(shí)RT的分配策略、如何獲取深度貼圖來做掃描線或邊緣光、如何做多Pass鏈?zhǔn)教幚怼⒁约霸谝苿?dòng)端如何控制帶寬。4.1 用RTHandle而不是臨時(shí)RenderTexture在URP里如果你在Pass中頻繁RenderTexture.GetTemporary()很容易遇到兩種問題一是忘記釋放導(dǎo)致內(nèi)存爆炸二是分配的RT沒有統(tǒng)一管理不同Pass之間容易產(chǎn)生重復(fù)分配。URP官方推薦使用RTHandle它是RenderTexture的句柄式封裝配合RenderingUtils.ReAllocateHandleIfNeeded可以做到按需復(fù)用。上面的示例中_tmpRT就是一個(gè)典型用法。要注意的是ReAllocateHandleIfNeeded的默認(rèn)分配策略里RT只在分辨率真正變化時(shí)才重新分配。所以多個(gè)后處理Pass可以共享同一組臨時(shí)RT不會(huì)頻繁創(chuàng)建銷毀。如果你需要非常大的RT比如全屏二次模糊時(shí)的半分辨率緩沖建議額外再加一個(gè)RTHandle而不是在Shader里通過DownsampleScale硬寫。如果你想對RTHandle做更多控制可以手動(dòng)RTHandles.Alloc并標(biāo)識(shí)RenderTextureMemoryless例如不想保留深度、只在單幀內(nèi)使用。實(shí)際項(xiàng)目中我發(fā)現(xiàn)很多問題都出在“沒有釋放RenderTexture”上所以后來我都盡量用RTHandle并只在Dispose里做釋放。4.2 如何在后處理里讀取場景深度與法線高級(jí)后處理通常要跟場景深度打交道比如“根據(jù)深度做交疊高亮”“掃描線有距離衰減”“物體描邊需要法線”。URP中可以通過_CameraDepthTexture和_CameraNormalsTexture訪問但前提是URP Asset里開啟了“Depth Texture”或“Opaque Texture”。在Shader中聲明TEXTURE2D(_CameraDepthTexture); SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture); float rawDepth SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, uv).r; float linearEyeDepth LinearEyeDepth(rawDepth, _ZBufferParams);有幾點(diǎn)需要注意_CameraDepthTexture只有在相機(jī)的前置Pass里確實(shí)生成了深度RT時(shí)才存在。如果URP Asset關(guān)了“Depth Texture”你用這個(gè)關(guān)鍵字會(huì)在真機(jī)上遇到綁定空紋理的問題。可以加#if UNITY_REVERSED_Z等宏處理但首先是確保管線里開啟了。后處理Pass運(yùn)行時(shí)場景深度已經(jīng)生成完畢所以采樣深度一般沒問題。但如果你在BeforeRenderingOpaques這種過早的事件里執(zhí)行Pass深度值可能是無效的。如果要做基于深度的混合可以用LinearEyeDepth或Linear01Depth。這兩個(gè)函數(shù)的區(qū)別在于線性范圍不同前者得到的是帶符號(hào)眼空間深度后者是把深度映射到0-1。對于需要“物體越近越亮”的效果用Linear01Depth更直觀。法線貼圖類似但需要URP開啟“Depth Texture”的同時(shí)開啟“Normals Texture”并且UI下有些功能受限。另外后處理里采的法線是屏幕空間法線不是世界法線如果要做光照相關(guān)變化可能需要額外的視角矩陣轉(zhuǎn)換。4.3 多Pass鏈?zhǔn)教幚硐乱粚拥倪M(jìn)階是“一個(gè)后處理效果需要兩個(gè)以上Pass”比如先模糊出亮度圖再把它作為二次輸入做光暈。這時(shí)候你應(yīng)該在同一個(gè)Feature里按照順序往Renderer里Enqueue兩個(gè)Pass。思路是Pass A預(yù)模糊把源圖按某種閾值提取高亮區(qū)域?qū)懭肱R時(shí)RT APass B把臨時(shí)RT A作為輸入做縮放混合輸出回相機(jī)目標(biāo)。但這里有個(gè)關(guān)鍵問題如何在Pass之間傳遞RT由于兩個(gè)Pass的執(zhí)行時(shí)機(jī)是連續(xù)的你可以把臨時(shí)RT聲明為Feature或Pass的字段第一個(gè)Pass分配并寫第二個(gè)Pass讀取。但一定要記住只有同一幀內(nèi)、同一Renderer上執(zhí)行才有意義不要在引用后不釋放否則會(huì)泄漏。偽代碼結(jié)構(gòu)public class MultiPassFeature : ScriptableRendererFeature { private PassA _passA; private PassB _passB; public override void Create() { _passA new PassA(); _passB new PassB(); } public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { // 當(dāng)Volume激活時(shí)按順序Enqueue renderer.EnqueuePass(_passA); renderer.EnqueuePass(_passB); } }在PassA的Execute中把結(jié)果寫入_tmpRTA。PassB的Execute中把_tmpRTA作為_MainTex采樣然后輸出到cameraColorTargetHandle。如果PassB還想疊加原始畫面就得額外再保留一份原始RT可以再分一個(gè)RTHandle或者用Globals紋理拷貝一張。4.4 移動(dòng)端性能優(yōu)化與色彩空間陷阱移動(dòng)端做全屏后處理最先受罪的就是帶寬。全屏RT的讀寫量非常昂貴。通常的優(yōu)化方向降分辨率采樣不是在原分辨率上全屏Blit而是先Blit到一張半分辨率/四分之一分辨率的RT做完運(yùn)算再抬回來。比如徑向模糊可以先降到半分辨率然后在Shader里稍微擴(kuò)大采樣半徑效果差距不大性能卻能省將近3/4。減少采樣次數(shù)全屏模糊最常見的坑是“for循環(huán)里采樣數(shù)太高”。一個(gè)1080p的手機(jī)屏幕如果一次fragment采樣32次帶寬壓力巨大。降分辨率 優(yōu)化采樣間距往往比單純減少循環(huán)更有效。避免在Fragment里做非均勻控制流例如if(_SampleCount 8)這種GPU的SIMD架構(gòu)下會(huì)走兩套路徑性能損失不小。改成把循環(huán)次數(shù)寫死在Shader編譯宏里比如UNITY_UNROLL。使用半精度運(yùn)算half4而不是float4在很多移動(dòng)GPU上有明顯提升。但要注意別把UV坐標(biāo)也用成halfUV坐標(biāo)在分辨率較大時(shí)容易精度不足。色彩空間也要注意。URP默認(rèn)是Linear空間如果后處理Shader里用了_ProjectionParams或unity_OrthoParams等內(nèi)置變量和自己創(chuàng)建的RT之間的SRGB采樣轉(zhuǎn)換要額外當(dāng)心。簡單說如果臨時(shí)RT創(chuàng)建時(shí)沒選擇RenderTextureFormat.SRGB那么在Linear空間下采出來的數(shù)值是偏亮的。我建議在開發(fā)時(shí)先關(guān)閉HDR、關(guān)閉MSAA測試基礎(chǔ)效果確認(rèn)無誤后再打開否則你很難分辨是“算法錯(cuò)誤”還是“色彩空間轉(zhuǎn)換導(dǎo)致”。5. 常見問題與排查技巧實(shí)錄5.1 黑屏怎么排查黑屏是URP自定義后處理里最常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。大概率是以下原因材質(zhì)為null或者Shader沒有被正確包含進(jìn)構(gòu)建在Editor里能看到但打包后丟失。排查方法在Feature的Inspector上確保Material有非null引用并勾選Shader的“Always Included Shaders”。Render Pass里沒有正確拿到相機(jī)目標(biāo)。比如有些舊寫法上用的是BuiltinRenderTextureType.CameraTarget。URP下這個(gè)target對應(yīng)的可能是中間RT也可能直接是BackBuffer直接Blit可能黑屏。統(tǒng)一使用renderer.cameraColorTargetHandle最穩(wěn)。在你的Pass執(zhí)行前渲染目標(biāo)被其他框架覆蓋。例如Odin、URP自帶的PostProcessPass也會(huì)操作RT。如果你選擇的是AfterRenderingPostProcessing而前面的Pass用完了資源但沒恢復(fù)目標(biāo)就會(huì)黑屏。相機(jī)開啟了MSAA你的臨時(shí)RT卻沒有MSAA導(dǎo)致blit時(shí)深度模板不匹配。把臨時(shí)RT的depthBufferBits設(shè)為0并關(guān)掉MSAA問題通常會(huì)消失。5.2 效果“不動(dòng)”或“完全沒變化”如果Shader能跑但畫面沒變化優(yōu)先懷疑Volume參數(shù)沒有被正確傳遞。比如你創(chuàng)建了Volume組件但忘了加Override或者用代碼SetGlobalFloat卻拼錯(cuò)了屬性名。建議先在Pass里加斷點(diǎn)或隨手把_Strength設(shè)為1看有沒有“粗暴效果”。還有種情況是IsActive()返回了false導(dǎo)致Pass根本沒有Enqueue。你可以把return true臨時(shí)測試一下。另一點(diǎn)如果場景里有Local Volume而你的相機(jī)在它的范圍內(nèi)Global Volume被覆蓋了某個(gè)參數(shù)值變成0很正常。調(diào)試時(shí)最好在Inspector里右鍵Volume組件選“Override”看一眼全局當(dāng)前值。5.3 畫面鏡像或上下顛倒當(dāng)Blit到RT時(shí)Unity的屏幕空間UV方向取決于底層圖形API。大多數(shù)PC在DX下UV的y軸是翻轉(zhuǎn)的。如果你在后處理Shader中不使用input.uv而是通過SV_Position.xy / _ScreenParams.xy計(jì)算就很容易出現(xiàn)上下顛倒或左右顛倒。解決辦法一是統(tǒng)一用UV二是在頂點(diǎn)著色器或者片元開頭按API判斷翻轉(zhuǎn)比如#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP if (_ProjectionParams.x 0) uv.y 1 - uv.y; #endif這個(gè)宏在Unity內(nèi)置管線里很常見在URP里依然有效。不過如果只是用Blit方法Unity會(huì)自動(dòng)處理翻轉(zhuǎn)所以不需要額外處理。如果你的Shader總是翻轉(zhuǎn)建議確認(rèn)一下Blit的流是否正確輸入和輸出的RT尺寸、格式、Flip行為。5.4 性能出現(xiàn)脈沖式掉幀多后處理疊加時(shí)如果每個(gè)后處理都分配一張全屏RT并且不是在同一個(gè)RTHandle池里復(fù)用內(nèi)存和帶寬就會(huì)瞬間打滿。你可能會(huì)看到Profiler里“RenderTexture.GetTemporary”頻繁被調(diào)用的記錄。碰到這種情況我建議做三件事用Frame Debugger逐一幀迭代看每個(gè)Pass的RT尺寸是不是都在全分辨率。如果很多全屏RT都是全分辨率改降采樣查看是否有Pass在不需要時(shí)依然執(zhí)行。Volume里的IsActive要寫得嚴(yán)格例如強(qiáng)度為0時(shí)返回false。打開URP的“SRP Batcher”和“GPU Instancing”如果后處理Shader里沒有奇怪的多材質(zhì)參數(shù)一般都能合批。但很多后處理Shader為了性能或防合批導(dǎo)致多Pass繪制對于全屏后處理合批的意義不大但至少不要讓每個(gè)Pass都用不同的材質(zhì)實(shí)例。5.5 與相機(jī)棧/Overlay相機(jī)的交互問題如果場景里用了多個(gè)相機(jī)比如主相機(jī) 一個(gè)Overlay相機(jī)來做UI特效后處理會(huì)作用于所有相機(jī)的最終畫面嗎這里要特別說明URP中后處理默認(rèn)只處理Base相機(jī)。Overlay相機(jī)雖然有渲染輸出但它本身不會(huì)觸發(fā)后處理流程。如果需要在Overlay相機(jī)上追加后處理可能需要讓疊加相機(jī)執(zhí)行OnEnable后把自己的renderer掛上帶有Feature的Renderer Asset或者做二次后處理時(shí)注意傳參。如果場景里出現(xiàn)了“前一個(gè)相機(jī)后處理結(jié)果被下一個(gè)相機(jī)清空”的問題大概率是多個(gè)相機(jī)的clearFlags疊了Buffer。一個(gè)解決辦法是把后處理只做在主相機(jī)上其他相機(jī)只做透明層把渲染目標(biāo)的深度寫入統(tǒng)一管理避免覆蓋顏色。6. 寫在最后進(jìn)階方向與我的實(shí)際心得聊到這兒URP高級(jí)自定義后處理的框架部分其實(shí)已經(jīng)完整了從Volume參數(shù)類到Renderer Feature到Render Pass再到Shader以及臨時(shí)RT、深度貼圖、多Pass和移動(dòng)端優(yōu)化。你可以照著Demo代碼快速做出第一個(gè)效果然后再按需求往里面加自己的算法。我自己在項(xiàng)目里踩過最深的坑是“總想用框架解決問題結(jié)果被框架綁死”。所以在這里也想提醒一句不要一開始就去找現(xiàn)成的Full Screen Effect插件一定要自己手動(dòng)實(shí)現(xiàn)一遍最基礎(chǔ)的徑向模糊或顏色調(diào)整。因?yàn)橹挥心阌H手寫過ScriptableRenderPass你才能理解為什么cmd.Blit的輸入輸出順序會(huì)影響翻轉(zhuǎn)、為什么RTHandle要小心釋放、為什么Volume參數(shù)有時(shí)候在運(yùn)行時(shí)取不到值。另外高級(jí)自定義后處理最終的“高級(jí)”往往不是某個(gè)炫技算法而是穩(wěn)定性和可維護(hù)性。比如把后處理效果拆成可復(fù)用的Volume模塊把Shader的Keyword按平臺(tái)裁剪把每個(gè)Pass的RenderTarget做一個(gè)池來統(tǒng)一管理這些工作比寫一個(gè)花哨的Shader更能讓項(xiàng)目在長期迭代中受惠。最后再分享一個(gè)我常用來驗(yàn)證新后處理的小技巧你可以在一個(gè)干凈的URP工程里先只開一個(gè)Global Volume把強(qiáng)度默認(rèn)調(diào)到一用Unity場景里的方塊和球形來回轉(zhuǎn)動(dòng)看效果。如果這個(gè)基礎(chǔ)閉環(huán)能跑通再加入深度、法線、多Pass等變量。這種方式能讓問題最小化排查效率遠(yuǎn)比直接在復(fù)雜項(xiàng)目里試錯(cuò)要高。希望這篇內(nèi)容能幫你在URP的渲染流程里順利扎下一根自定義后處理的釘子。后面如果有精力我可能會(huì)繼續(xù)寫一寫“后處理與URP的Screen Space UI交互”或者“如何在URP中復(fù)刻內(nèi)置管線的多個(gè)真實(shí)效果”到時(shí)候我們繼續(xù)。 URP高級(jí)自定義后處理實(shí)戰(zhàn)：從Volume參數(shù)到RenderPass全解析
1. 為什么URP下做自定義后處理和以前完全不一樣如果你正在Unity項(xiàng)目里用URP做渲染八成會(huì)碰到這樣一個(gè)需求在屏幕上加一個(gè)全局的模糊、描邊、掃描線、徑向畸變之類的效果。以前用內(nèi)置渲染管線的時(shí)候我們習(xí)慣在OnRenderImage里寫幾行Graphics.Blit掛到相機(jī)上就能跑。但到了URP下面這套思路直接作廢——很多人第一次遷移到URP時(shí)都會(huì)卡在這里不是黑屏就是報(bào)錯(cuò)要么就是效果完全不動(dòng)。其實(shí)URP并不拒絕后處理它只是換了一套更規(guī)范、更接近現(xiàn)代渲染架構(gòu)的玩法。核心的變化在于后處理不再是掛在相機(jī)上的MonoBehaviour而是變成了Volume框架下的一個(gè)“可配置的PostProcess組件” 一個(gè)“Render Pass”的組合體。后者的執(zhí)行時(shí)機(jī)、渲染目標(biāo)、資源生命周期都由Renderer控制。這篇文章就來拆解這一套完整機(jī)制從原理到代碼到踩坑讓你看完之后能自己寫出一個(gè)能落地的高級(jí)自定義后處理。這篇內(nèi)容適合三種人一是從內(nèi)置管線遷到URP、還不太清楚新后處理該怎么做的人二是想要在URP里實(shí)現(xiàn)“特殊風(fēng)格化”效果、但不滿足于Asset Store現(xiàn)成插件的進(jìn)階開發(fā)者三是準(zhǔn)備做移動(dòng)端或跨平臺(tái)項(xiàng)目、需要自己在后處理上摳性能的工程師。我會(huì)盡量把原理講清楚也會(huì)給出可以直接抄的代碼和步驟。看完之后你至少能自己搭一個(gè)支持Volume參數(shù)調(diào)度的自定義全屏效果并且知道該去哪里排查問題。2. 先搞清楚URP后處理的“地盤”和“流程”2.1 內(nèi)置管線與URP后處理的本質(zhì)差異內(nèi)置管線里Camera的OnRenderImage相當(dāng)于一個(gè)“后處理的鉤子”渲染完場景后引擎把當(dāng)前畫面丟到一個(gè)RT里面你在回調(diào)里拿這個(gè)RT做各種操作后再賦值給目標(biāo)。這個(gè)流程簡單但問題也不少每次操作都是來回拷貝RT資源的生命周期完全依賴開發(fā)者的自覺在SRP里更麻煩因?yàn)镽enderPipeline的渲染循環(huán)不再由Unity隱式管理OnRenderImage在URP的相機(jī)渲染流程中根本不會(huì)被調(diào)用。URP的做法是把后處理拆到渲染流程里。Camera會(huì)按一系列RenderPass順序執(zhí)行先深度、再不透明、再透明、再天空盒、再后處理、再最終輸出。自定義后處理相當(dāng)于你要在這個(gè)流程中插入一個(gè)“屬于自己的RenderPass”并且利用Volume參數(shù)來控制它的強(qiáng)度、顏色、混合方式。這樣做的最大好處是整個(gè)渲染流程可預(yù)測、可組合、可裁剪也方便做SRP Batcher和各種優(yōu)化。2.2 Renderer Feature 與 ScriptableRenderPass 的分工在URP里想要插入一個(gè)自己的渲染步驟通常要做兩件事寫一個(gè)繼承自ScriptableRendererFeature的類它負(fù)責(zé)把Pass“安裝”到Renderer上寫一個(gè)繼承自ScriptableRenderPass的類它負(fù)責(zé)定義這個(gè)Pass內(nèi)部“到底怎么執(zhí)行”。你還可以把這兩者理解為“配置入口”和“執(zhí)行體”。Feature像是一個(gè)插座負(fù)責(zé)接收從Volume傳來的參數(shù)、決定將Pass插入到哪個(gè)渲染階段Pass則是插進(jìn)插座里的電器真正干活。實(shí)際項(xiàng)目中同一個(gè)Feature可以管理多個(gè)Pass比如一個(gè)后處理需要先在低分辨率做一遍模糊、再全屏做一次合成這可以拆成兩個(gè)pass順序執(zhí)行。有時(shí)候我們會(huì)被網(wǎng)上的各種所謂“URP后處理框架”搞暈但其實(shí)URP官方后續(xù)版本已經(jīng)內(nèi)置了FullScreenPassRendererFeature這類組件可以直接掛Shader做全屏Blit。但高級(jí)自定義后處理最好還是自己寫Feature和Pass因?yàn)檫@樣才能控制臨時(shí)RT、深度貼圖、多pass緩沖等底層的細(xì)節(jié)不然很容易被自帶的封裝限制住。2.3 兩條常用技術(shù)路線的選擇在具體實(shí)現(xiàn)上目前社區(qū)里主要有兩條路線直接基于CommandBuffer/Blitter在Pass里做屏幕Blit。這也是URP官方推薦的方式。你拿到當(dāng)前相機(jī)的Color目標(biāo)臨時(shí)創(chuàng)建一張同尺寸RT用你要的Shader blit過去再blit回來或直接輸出。使用FullScreenEffect之類的擴(kuò)展框架。這一類框架通常幫你封裝好了參數(shù)拉取、RT池、自動(dòng)掛載等邏輯你只需要寫Shader和Volume參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)是省事缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)成本被框架遮蔽了出了問題排查起來很麻煩。我個(gè)人的建議是第一次做的時(shí)候先手寫一次最簡單的路線不要一上來就套框架。手寫一遍你才能搞明白“哪個(gè)環(huán)節(jié)是執(zhí)行后處理的”“相機(jī)棧里的Overlay相機(jī)怎么處理”“MSAA和HDR會(huì)帶來什么影響”?？蚣芸梢灾笤倏丛砻靼字竽闵踔聊軐懗鲎约旱墓ぞ邘?。3. 手把手實(shí)現(xiàn)一個(gè)可調(diào)強(qiáng)度的自定義后處理這里我們用一個(gè)“徑向模糊Radial Blur”作為Demo目標(biāo)。徑向模糊聽起來高級(jí)但實(shí)現(xiàn)起來非常直觀從屏幕中心向外做采樣偏移再疊加回原圖非常適合演示參數(shù)調(diào)度、采樣優(yōu)化和臨時(shí)RT管理。如果你要換成描邊、色彩映射、掃描線只需替換Shader里的算法框架層完全不用動(dòng)。3.1 第一步定義Volume參數(shù)類后處理的“可調(diào)參數(shù)”由Volume框架管理。我們要定義一個(gè)繼承自VolumeComponent、且?guī)в蠽olumeParameterT字段的類這樣它才能出現(xiàn)在Inspector的Post-process Volume界面中。[System.Serializable, VolumeComponentMenu(Custom Post-process/Bokeh/RadialBlur)] public sealed class RadialBlurVolume : VolumeComponent, IPostProcessComponent { public FloatParameter strength new FloatParameter(0.5f); public IntParameter sampleCount new IntParameter(8); public ClampedFloatParameter centerOffset new ClampedFloatParameter(0f, -1f, 1f); public BoolParameter debugMode new BoolParameter(false); public bool IsActive() strength.value 0f; public bool IsTileCompatible() false; }幾點(diǎn)要說明VolumeComponentMenu里的路徑?jīng)Q定它出現(xiàn)在Volume Override里的分類。Gradient的Visual Environment里也可以在局部Volume中覆蓋這個(gè)參數(shù)。IPostProcessComponent是URP的“后處理組件”接口IsActive()返回false時(shí)URP會(huì)跳過這個(gè)后處理能省一筆開銷。IsTileCompatible()對于全屏效果一般返回false除非你很確定這個(gè)效果能在split-lighting tile環(huán)境下自動(dòng)處理。參數(shù)的默認(rèn)值要斟酌。比如強(qiáng)度默認(rèn)給0會(huì)使后處理默認(rèn)不生效這樣放到場景里不會(huì)突然改變畫面更安全。3.2 第二步編寫Renderer FeatureFeature類的職責(zé)是每幀檢查有沒有對應(yīng)的Volume參數(shù)如果有并將激活狀態(tài)就把我們的Pass添加到Renderer中。public class RadialBlurRendererFeature : ScriptableRendererFeature { private RadialBlurPass _pass; [SerializeField] private Material _material; // 或者從Shader動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 public override void Create() { _pass new RadialBlurPass(_material); } public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { if (_material null) return; var volume VolumeManager.instance.stack.GetComponentRadialBlurVolume(); if (volume null) return; if (!volume.IsActive()) return; _pass.Setup(volume); renderer.EnqueuePass(_pass); } }注意這里的VolumeManager.instance.stack是Unity在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)收集當(dāng)前相機(jī)相關(guān)Volume后生成的一個(gè)“Volume Stack”。你在代碼里通過GetComponentT()拿到的是當(dāng)前生效的Volume參數(shù)而不是某個(gè)場景對象身上的組件。這個(gè)機(jī)制要記牢很多初學(xué)者會(huì)把Volume當(dāng)作普通Component去Get結(jié)果拿到空引用。3.3 第三步編寫ScriptableRenderPass這是最核心的部分。我們在這個(gè)Pass里完成“從當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)中采樣 → 做多次偏移采樣 → 輸出回目標(biāo)”的過程。public class RadialBlurPass : ScriptableRenderPass { private Material _material; private RadialBlurVolume _volume; private RTHandle _tmpRT; public RadialBlurPass(Material material) { _material material; renderPassEvent RenderPassEvent.BeforeRenderingPostProcessing; } public void Setup(RadialBlurVolume volume) { _volume volume; } public override void OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData) { var desc renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor; desc.depthBufferBits 0; RenderingUtils.ReAllocateHandleIfNeeded(ref _tmpRT, desc, name: _RadialBlurTemp); } public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData) { var cmd CommandBufferPool.Get(RadialBlurPass); cmd.Clear(); var source renderingData.cameraData.renderer.cameraColorTargetHandle; int mainTex Shader.PropertyToID(_MainTex); int blurTex Shader.PropertyToID(_BlurTex); cmd.SetGlobalTexture(blurTex, _tmpRT); cmd.SetGlobalFloat(_Strength, _volume.strength.value); cmd.SetGlobalInt(_SampleCount, _volume.sampleCount.value); cmd.SetGlobalVector(_Center, new Vector4(0.5f _volume.centerOffset.value, 0.5f, 0f, 0f)); // Blit當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)到臨時(shí)RT cmd.Blit(source, _tmpRT); // 再把臨時(shí)RT作為輸入用材質(zhì)全屏繪制回相機(jī)目標(biāo) cmd.Blit(_tmpRT, source, _material, 0); context.ExecuteCommandBuffer(cmd); CommandBufferPool.Release(cmd); } public override void OnCameraCleanup(CommandBuffer cmd) { // 不需要手動(dòng)釋放RTHandle因?yàn)槭褂肦eAllocateHandleIfNeeded系統(tǒng)會(huì)管理生命周期 } }這里要拆開講幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)renderPassEvent選擇BeforeRenderingPostProcessing能保證這個(gè)效果運(yùn)行在URP自帶后處理之前這樣我們可以和官方AO、Bloom等效果正確疊加。如果希望效果在后期之后也可以選AfterRenderingPostProcessing。cameraColorTargetHandle是當(dāng)前相機(jī)正在渲染的顏色目標(biāo)。注意這不是BuiltinRenderTextureType.CameraTarget因?yàn)閁RP的Target往往是一張RT尤其當(dāng)相機(jī)開啟HDR、MSAA時(shí)。cmd.Blit的兩個(gè)重載要注意從RT blit到另一個(gè)RT和從RT blit到當(dāng)前相機(jī)目標(biāo)。寫錯(cuò)參數(shù)會(huì)出現(xiàn)黑屏或翻轉(zhuǎn)。在OnCameraSetup中獲取cameraTargetDescriptor是在這個(gè)Pass真正執(zhí)行前確認(rèn)的分辨率。比如相機(jī)目標(biāo)開了MSAA這個(gè)descriptor里的msaaSamples會(huì)是大于1的數(shù)但后處理臨時(shí)RT通常不需要MSAA所以要把depthBufferBits設(shè)為0否則可能帶來多余的深度附加。3.4 第四步編寫后處理Shader這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全屏Shader我們用未被引擎封裝的Fragment Shader來采樣。徑向模糊核心就是以中心坐標(biāo)和當(dāng)前UV的連線作為方向從近到遠(yuǎn)多次采樣并累加。Shader Custom/RadialBlur { Properties { _MainTex (Source, 2D) white {} } SubShader { Tags { RenderTypeOpaque RenderPipelineUniversalPipeline } Blend Off ZWrite Off ZTest Always Cull Off Pass { HLSLPROGRAM #pragma vertex Vert #pragma fragment Frag #include Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl TEXTURE2D(_MainTex); SAMPLER(sampler_MainTex); TEXTURE2D(_BlurTex); SAMPLER(sampler_BlurTex); float _Strength; int _SampleCount; float4 _Center; struct Attributes { float4 positionOS : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct Varyings { float4 positionCS : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; Varyings Vert(Attributes input) { Varyings output; output.positionCS TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz); output.uv input.uv; return output; } half4 Frag(Varyings input) : SV_Target { float2 uv input.uv; float2 center _Center.xy; float2 dir uv - center; half4 color 0; float total 0; for (int i 0; i _SampleCount; i) { float t (float)i / (float(_SampleCount) - 1.0); float2 sampleUV uv - dir * _Strength * t; color SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, sampleUV); total 1.0; } color / total; // 和原始圖像混合讓中心區(qū)保留更多細(xì)節(jié) half4 source SAMPLE_TEXTURE2D(_BlurTex, sampler_BlurTex, uv); return lerp(source, color, _Strength * 0.5); } ENDHLSL } } }幾個(gè)細(xì)節(jié)要特別注意頂點(diǎn)著色器不能只用GetFullScreenTriangleVertex之類的內(nèi)置函數(shù)因?yàn)閁RP下官方推薦直接以triangle pass配合TransformObjectToHClip得到全屏NDC坐標(biāo)。但這里由于是從Blit管線調(diào)用頂點(diǎn)輸入由Unity自動(dòng)填充TransformObjectToHClip對全屏三角形是有效的。采樣時(shí)要注意平臺(tái)差異。在DX11、DX12這類平臺(tái)上SV_POSITION.y方向是反的所以如果后處理Shader里想直接使用positionCS.xy做屏幕空間操作需要在頂點(diǎn)到片元時(shí)處理翻轉(zhuǎn)。最簡單的方式是始終以input.uv為準(zhǔn)而不是用屏幕像素坐標(biāo)。上面的Shader用的是UV所以天然規(guī)避了大部分平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)問題。_BlurTex這個(gè)臨時(shí)RT傳進(jìn)去是為了拿原始清晰的圖來和模糊結(jié)果做lerp。注意我在Pass里先把源圖blit到_tmpRT緊接著又從_tmpRTblit回源。但Shader里我同時(shí)采樣了_MainTex和_BlurTex這看起來矛盾——因?yàn)榈谝淮蜝lit的輸入是source第二次blit的輸入是tmpRT其實(shí)第二次blit時(shí)_MainTex綁定的是當(dāng)前被采樣到的輸入即tmpRT而_BlurTex是全局紋理仍然是剛才手動(dòng)設(shè)置tmpRT的那張。所以_MainTex就是模糊用的采樣圖_BlurTex是原圖。如果你嫌繞可以直接在Shader里只采樣_MainTex然后把最終結(jié)果設(shè)為color不要在C#里設(shè)置_BlurTex。我保留這個(gè)是為了說明“Blit時(shí)輸入紋理始終是_MainTex”這一概念避免大家混淆。3.5 第五步把Feature掛到URP Renderer上打開ForwardRenderer或其他你用的URP Renderer資產(chǎn)在Renderer Features列表點(diǎn)“Add Renderer Feature”選擇Radial Blur Renderer Feat類在Inspector里把Material拖進(jìn)去。然后在場景中創(chuàng)建一個(gè)Global Volume在Volume Profile里點(diǎn)擊Add Override搜索“Radial Blur”加上后把“Active”勾上調(diào)節(jié)Strength即可。注意兩點(diǎn)一是Feature的Material如果是運(yùn)行時(shí)從Shader創(chuàng)建的記得調(diào)用CoreUtils.CreateEngineMaterial(shader)用它創(chuàng)建的材質(zhì)在編輯器和運(yùn)行時(shí)生命周期都有保證二是如果你的URP Renderer Asset里同時(shí)還有別的高開銷效果建議把無關(guān)Feature的“Active”勾掉否則即使某個(gè)后處理Volume參數(shù)是0Feature的IsActive判斷沒問題但它的Update邏輯依然會(huì)跑。4. 高級(jí)技巧臨時(shí)RT、深度貼圖、多Pass與性能考量上面這個(gè)Demo能跑通之后再往深處走你一定會(huì)碰到幾個(gè)繞不開的話題臨時(shí)RT的分配策略、如何獲取深度貼圖來做掃描線或邊緣光、如何做多Pass鏈?zhǔn)教幚怼⒁约霸谝苿?dòng)端如何控制帶寬。4.1 用RTHandle而不是臨時(shí)RenderTexture在URP里如果你在Pass中頻繁RenderTexture.GetTemporary()很容易遇到兩種問題一是忘記釋放導(dǎo)致內(nèi)存爆炸二是分配的RT沒有統(tǒng)一管理不同Pass之間容易產(chǎn)生重復(fù)分配。URP官方推薦使用RTHandle它是RenderTexture的句柄式封裝配合RenderingUtils.ReAllocateHandleIfNeeded可以做到按需復(fù)用。上面的示例中_tmpRT就是一個(gè)典型用法。要注意的是ReAllocateHandleIfNeeded的默認(rèn)分配策略里RT只在分辨率真正變化時(shí)才重新分配。所以多個(gè)后處理Pass可以共享同一組臨時(shí)RT不會(huì)頻繁創(chuàng)建銷毀。如果你需要非常大的RT比如全屏二次模糊時(shí)的半分辨率緩沖建議額外再加一個(gè)RTHandle而不是在Shader里通過DownsampleScale硬寫。如果你想對RTHandle做更多控制可以手動(dòng)RTHandles.Alloc并標(biāo)識(shí)RenderTextureMemoryless例如不想保留深度、只在單幀內(nèi)使用。實(shí)際項(xiàng)目中我發(fā)現(xiàn)很多問題都出在“沒有釋放RenderTexture”上所以后來我都盡量用RTHandle并只在Dispose里做釋放。4.2 如何在后處理里讀取場景深度與法線高級(jí)后處理通常要跟場景深度打交道比如“根據(jù)深度做交疊高亮”“掃描線有距離衰減”“物體描邊需要法線”。URP中可以通過_CameraDepthTexture和_CameraNormalsTexture訪問但前提是URP Asset里開啟了“Depth Texture”或“Opaque Texture”。在Shader中聲明TEXTURE2D(_CameraDepthTexture); SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture); float rawDepth SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, uv).r; float linearEyeDepth LinearEyeDepth(rawDepth, _ZBufferParams);有幾點(diǎn)需要注意_CameraDepthTexture只有在相機(jī)的前置Pass里確實(shí)生成了深度RT時(shí)才存在。如果URP Asset關(guān)了“Depth Texture”你用這個(gè)關(guān)鍵字會(huì)在真機(jī)上遇到綁定空紋理的問題。可以加#if UNITY_REVERSED_Z等宏處理但首先是確保管線里開啟了。后處理Pass運(yùn)行時(shí)場景深度已經(jīng)生成完畢所以采樣深度一般沒問題。但如果你在BeforeRenderingOpaques這種過早的事件里執(zhí)行Pass深度值可能是無效的。如果要做基于深度的混合可以用LinearEyeDepth或Linear01Depth。這兩個(gè)函數(shù)的區(qū)別在于線性范圍不同前者得到的是帶符號(hào)眼空間深度后者是把深度映射到0-1。對于需要“物體越近越亮”的效果用Linear01Depth更直觀。法線貼圖類似但需要URP開啟“Depth Texture”的同時(shí)開啟“Normals Texture”并且UI下有些功能受限。另外后處理里采的法線是屏幕空間法線不是世界法線如果要做光照相關(guān)變化可能需要額外的視角矩陣轉(zhuǎn)換。4.3 多Pass鏈?zhǔn)教幚硐乱粚拥倪M(jìn)階是“一個(gè)后處理效果需要兩個(gè)以上Pass”比如先模糊出亮度圖再把它作為二次輸入做光暈。這時(shí)候你應(yīng)該在同一個(gè)Feature里按照順序往Renderer里Enqueue兩個(gè)Pass。思路是Pass A預(yù)模糊把源圖按某種閾值提取高亮區(qū)域?qū)懭肱R時(shí)RT APass B把臨時(shí)RT A作為輸入做縮放混合輸出回相機(jī)目標(biāo)。但這里有個(gè)關(guān)鍵問題如何在Pass之間傳遞RT由于兩個(gè)Pass的執(zhí)行時(shí)機(jī)是連續(xù)的你可以把臨時(shí)RT聲明為Feature或Pass的字段第一個(gè)Pass分配并寫第二個(gè)Pass讀取。但一定要記住只有同一幀內(nèi)、同一Renderer上執(zhí)行才有意義不要在引用后不釋放否則會(huì)泄漏。偽代碼結(jié)構(gòu)public class MultiPassFeature : ScriptableRendererFeature { private PassA _passA; private PassB _passB; public override void Create() { _passA new PassA(); _passB new PassB(); } public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData) { // 當(dāng)Volume激活時(shí)按順序Enqueue renderer.EnqueuePass(_passA); renderer.EnqueuePass(_passB); } }在PassA的Execute中把結(jié)果寫入_tmpRTA。PassB的Execute中把_tmpRTA作為_MainTex采樣然后輸出到cameraColorTargetHandle。如果PassB還想疊加原始畫面就得額外再保留一份原始RT可以再分一個(gè)RTHandle或者用Globals紋理拷貝一張。4.4 移動(dòng)端性能優(yōu)化與色彩空間陷阱移動(dòng)端做全屏后處理最先受罪的就是帶寬。全屏RT的讀寫量非常昂貴。通常的優(yōu)化方向降分辨率采樣不是在原分辨率上全屏Blit而是先Blit到一張半分辨率/四分之一分辨率的RT做完運(yùn)算再抬回來。比如徑向模糊可以先降到半分辨率然后在Shader里稍微擴(kuò)大采樣半徑效果差距不大性能卻能省將近3/4。減少采樣次數(shù)全屏模糊最常見的坑是“for循環(huán)里采樣數(shù)太高”。一個(gè)1080p的手機(jī)屏幕如果一次fragment采樣32次帶寬壓力巨大。降分辨率 優(yōu)化采樣間距往往比單純減少循環(huán)更有效。避免在Fragment里做非均勻控制流例如if(_SampleCount 8)這種GPU的SIMD架構(gòu)下會(huì)走兩套路徑性能損失不小。改成把循環(huán)次數(shù)寫死在Shader編譯宏里比如UNITY_UNROLL。使用半精度運(yùn)算half4而不是float4在很多移動(dòng)GPU上有明顯提升。但要注意別把UV坐標(biāo)也用成halfUV坐標(biāo)在分辨率較大時(shí)容易精度不足。色彩空間也要注意。URP默認(rèn)是Linear空間如果后處理Shader里用了_ProjectionParams或unity_OrthoParams等內(nèi)置變量和自己創(chuàng)建的RT之間的SRGB采樣轉(zhuǎn)換要額外當(dāng)心。簡單說如果臨時(shí)RT創(chuàng)建時(shí)沒選擇RenderTextureFormat.SRGB那么在Linear空間下采出來的數(shù)值是偏亮的。我建議在開發(fā)時(shí)先關(guān)閉HDR、關(guān)閉MSAA測試基礎(chǔ)效果確認(rèn)無誤后再打開否則你很難分辨是“算法錯(cuò)誤”還是“色彩空間轉(zhuǎn)換導(dǎo)致”。5. 常見問題與排查技巧實(shí)錄5.1 黑屏怎么排查黑屏是URP自定義后處理里最常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。大概率是以下原因材質(zhì)為null或者Shader沒有被正確包含進(jìn)構(gòu)建在Editor里能看到但打包后丟失。排查方法在Feature的Inspector上確保Material有非null引用并勾選Shader的“Always Included Shaders”。Render Pass里沒有正確拿到相機(jī)目標(biāo)。比如有些舊寫法上用的是BuiltinRenderTextureType.CameraTarget。URP下這個(gè)target對應(yīng)的可能是中間RT也可能直接是BackBuffer直接Blit可能黑屏。統(tǒng)一使用renderer.cameraColorTargetHandle最穩(wěn)。在你的Pass執(zhí)行前渲染目標(biāo)被其他框架覆蓋。例如Odin、URP自帶的PostProcessPass也會(huì)操作RT。如果你選擇的是AfterRenderingPostProcessing而前面的Pass用完了資源但沒恢復(fù)目標(biāo)就會(huì)黑屏。相機(jī)開啟了MSAA你的臨時(shí)RT卻沒有MSAA導(dǎo)致blit時(shí)深度模板不匹配。把臨時(shí)RT的depthBufferBits設(shè)為0并關(guān)掉MSAA問題通常會(huì)消失。5.2 效果“不動(dòng)”或“完全沒變化”如果Shader能跑但畫面沒變化優(yōu)先懷疑Volume參數(shù)沒有被正確傳遞。比如你創(chuàng)建了Volume組件但忘了加Override或者用代碼SetGlobalFloat卻拼錯(cuò)了屬性名。建議先在Pass里加斷點(diǎn)或隨手把_Strength設(shè)為1看有沒有“粗暴效果”。還有種情況是IsActive()返回了false導(dǎo)致Pass根本沒有Enqueue。你可以把return true臨時(shí)測試一下。另一點(diǎn)如果場景里有Local Volume而你的相機(jī)在它的范圍內(nèi)Global Volume被覆蓋了某個(gè)參數(shù)值變成0很正常。調(diào)試時(shí)最好在Inspector里右鍵Volume組件選“Override”看一眼全局當(dāng)前值。5.3 畫面鏡像或上下顛倒當(dāng)Blit到RT時(shí)Unity的屏幕空間UV方向取決于底層圖形API。大多數(shù)PC在DX下UV的y軸是翻轉(zhuǎn)的。如果你在后處理Shader中不使用input.uv而是通過SV_Position.xy / _ScreenParams.xy計(jì)算就很容易出現(xiàn)上下顛倒或左右顛倒。解決辦法一是統(tǒng)一用UV二是在頂點(diǎn)著色器或者片元開頭按API判斷翻轉(zhuǎn)比如#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP if (_ProjectionParams.x 0) uv.y 1 - uv.y; #endif這個(gè)宏在Unity內(nèi)置管線里很常見在URP里依然有效。不過如果只是用Blit方法Unity會(huì)自動(dòng)處理翻轉(zhuǎn)所以不需要額外處理。如果你的Shader總是翻轉(zhuǎn)建議確認(rèn)一下Blit的流是否正確輸入和輸出的RT尺寸、格式、Flip行為。5.4 性能出現(xiàn)脈沖式掉幀多后處理疊加時(shí)如果每個(gè)后處理都分配一張全屏RT并且不是在同一個(gè)RTHandle池里復(fù)用內(nèi)存和帶寬就會(huì)瞬間打滿。你可能會(huì)看到Profiler里“RenderTexture.GetTemporary”頻繁被調(diào)用的記錄。碰到這種情況我建議做三件事用Frame Debugger逐一幀迭代看每個(gè)Pass的RT尺寸是不是都在全分辨率。如果很多全屏RT都是全分辨率改降采樣查看是否有Pass在不需要時(shí)依然執(zhí)行。Volume里的IsActive要寫得嚴(yán)格例如強(qiáng)度為0時(shí)返回false。打開URP的“SRP Batcher”和“GPU Instancing”如果后處理Shader里沒有奇怪的多材質(zhì)參數(shù)一般都能合批。但很多后處理Shader為了性能或防合批導(dǎo)致多Pass繪制對于全屏后處理合批的意義不大但至少不要讓每個(gè)Pass都用不同的材質(zhì)實(shí)例。5.5 與相機(jī)棧/Overlay相機(jī)的交互問題如果場景里用了多個(gè)相機(jī)比如主相機(jī) 一個(gè)Overlay相機(jī)來做UI特效后處理會(huì)作用于所有相機(jī)的最終畫面嗎這里要特別說明URP中后處理默認(rèn)只處理Base相機(jī)。Overlay相機(jī)雖然有渲染輸出但它本身不會(huì)觸發(fā)后處理流程。如果需要在Overlay相機(jī)上追加后處理可能需要讓疊加相機(jī)執(zhí)行OnEnable后把自己的renderer掛上帶有Feature的Renderer Asset或者做二次后處理時(shí)注意傳參。如果場景里出現(xiàn)了“前一個(gè)相機(jī)后處理結(jié)果被下一個(gè)相機(jī)清空”的問題大概率是多個(gè)相機(jī)的clearFlags疊了Buffer。一個(gè)解決辦法是把后處理只做在主相機(jī)上其他相機(jī)只做透明層把渲染目標(biāo)的深度寫入統(tǒng)一管理避免覆蓋顏色。6. 寫在最后進(jìn)階方向與我的實(shí)際心得聊到這兒URP高級(jí)自定義后處理的框架部分其實(shí)已經(jīng)完整了從Volume參數(shù)類到Renderer Feature到Render Pass再到Shader以及臨時(shí)RT、深度貼圖、多Pass和移動(dòng)端優(yōu)化。你可以照著Demo代碼快速做出第一個(gè)效果然后再按需求往里面加自己的算法。我自己在項(xiàng)目里踩過最深的坑是“總想用框架解決問題結(jié)果被框架綁死”。所以在這里也想提醒一句不要一開始就去找現(xiàn)成的Full Screen Effect插件一定要自己手動(dòng)實(shí)現(xiàn)一遍最基礎(chǔ)的徑向模糊或顏色調(diào)整。因?yàn)橹挥心阌H手寫過ScriptableRenderPass你才能理解為什么cmd.Blit的輸入輸出順序會(huì)影響翻轉(zhuǎn)、為什么RTHandle要小心釋放、為什么Volume參數(shù)有時(shí)候在運(yùn)行時(shí)取不到值。另外高級(jí)自定義后處理最終的“高級(jí)”往往不是某個(gè)炫技算法而是穩(wěn)定性和可維護(hù)性。比如把后處理效果拆成可復(fù)用的Volume模塊把Shader的Keyword按平臺(tái)裁剪把每個(gè)Pass的RenderTarget做一個(gè)池來統(tǒng)一管理這些工作比寫一個(gè)花哨的Shader更能讓項(xiàng)目在長期迭代中受惠。最后再分享一個(gè)我常用來驗(yàn)證新后處理的小技巧你可以在一個(gè)干凈的URP工程里先只開一個(gè)Global Volume把強(qiáng)度默認(rèn)調(diào)到一用Unity場景里的方塊和球形來回轉(zhuǎn)動(dòng)看效果。如果這個(gè)基礎(chǔ)閉環(huán)能跑通再加入深度、法線、多Pass等變量。這種方式能讓問題最小化排查效率遠(yuǎn)比直接在復(fù)雜項(xiàng)目里試錯(cuò)要高。希望這篇內(nèi)容能幫你在URP的渲染流程里順利扎下一根自定義后處理的釘子。后面如果有精力我可能會(huì)繼續(xù)寫一寫“后處理與URP的Screen Space UI交互”或者“如何在URP中復(fù)刻內(nèi)置管線的多個(gè)真實(shí)效果”到時(shí)候我們繼續(xù)。