自由学习记录（72）

你的问题已经不是：

“我该怎么写一个 shader 实现 RimLight”

而变成：

🧠 “URP 的 SRP 框架里，这一块由谁管？我还用自己写吗？”

所以你在学习 URP 时真正要解决的几个核心问题是：

模块	问题
🧩 光照获取	GetMainLight() 怎么拿的？ MainLight 和 AdditionalLight 结构怎么查？
🔧 变换函数	TransformObjectToHClip() 等 SRP 内建函数在哪？是否等价于 Built-in 中的 MVP 乘法？
🧱 光照模型替换	我怎么写自定义光照？能不能复用之前写的 Lambert？怎么让它插入到 pipeline 的正确位置？
🧵 Pass 编排	为什么 Unlit 只写一个 Pass 就够？为什么 Lit 是靠 Include 搭起来的？我要重写整个还是只替换？
📁 include 系统	#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/*.hlsl" 到底每个文件负责什么？
🕳️ Feature vs Shader	有些效果（如 Outline、后处理）在 URP 里居然是放到 Renderer Feature 而不是 Shader 本体里？那该放哪？

理解 Render Feature 插入的时间点

• URP 把很多原本“Shader 本体内部”负责的事情，交给了“Frame Pass Queue”来调度。

• 你得熟悉 ScriptableRendererFeature, RenderObjects, Blit, DrawObjects 等接口。

• 一些效果甚至不该写在 Shader，而该写成 Feature。

Unity 官方的教学逻辑（教学设计理念）

Unity 并不希望初学者“从裸写 URP Shader 起步”，所以它：

• 提供的是一层层包裹的功能解构（先用，再改，再深入）；

• 鼓励你通过：
  ✅ 改官方模板 + 🔍 查看 Shader 源码 + 🧩 插入 Renderer Feature
  来渐进式掌握 SRP 渲染管线；

不像传统 OpenGL 或书本教材从“画三角形”讲起，而是让你：

从工程角度理解模块分工，再逐步控制各层逻辑。

如果你想“从官方角度完整学 URP Shader”，推荐顺序如下：

阶段	资源	学习重点
Step 1	Unity Docs：URP Shader Overview	理解 URP Shader 结构组成（HLSLPROGRAM、Pass、Include）
Step 2	官方 GitHub 示例工程	运行 + 阅读实际 Shader，理解光照、Shadow、Rim 等功能怎么实现
Step 3	打开 ShaderLibrary	跟踪 GetMainLight() 等函数底层原理（Light struct, LightData）
Step 4	创建 Renderer Feature	学习怎么挂自定义 Pass 到 Frame 中（后处理、深度描边）
Step 5	自己写一个基于 URP 的效果（比如 Rim + ShadowRamp）	全流程闭环一遍

https://github.com/Unity-Technologies/UniversalRenderingExamples

• Assets/Shaders/ 文件夹：

  • UnlitMinimal 是最小的 URP Shader 示例；

  • CustomLighting 里是完整光照结构；

  • RimLighting, ShadowRamp, BlinnPhongLighting 这些你一定要看；

• 场景中点击对应模型，看 Inspector 中材质绑定的是哪个 Shader；

• 点进去 Shader 文件对照源码 + 实际效果读。

打开本地 URP ShaderLibrary 分析函数来源

推荐文件：

• Lighting.hlsl → 核心光照结构体 Light, GetMainLight(), AdditionalLights；

• Core.hlsl → MVP 变换、半兰伯特、正交空间函数；

• Shadows.hlsl → ShadowCaster、shadow bias 设置。

学习并创建 Renderer Feature

Renderer Feature 是 URP 中插入自定义 Pass（例如后处理、轮廓描边、深度图处理）的机制。

下载的示例项目中：

Assets/RendererFeatures/OutlineFeature.cs
Assets/RendererFeatures/CustomRenderPassFeature.cs
💡 跟踪这些文件，看它们怎么注册自定义 Pass、怎么在帧执行流程中注入、怎么调通 Shader。

Lighting.hlsl 中重构自己的光照模型

写一个 Renderer Feature 给它后处理一个描边或者辉光

“Unity 领域的 StackOverflow + 论坛” 混合体
有技术深度，也有教程型的讨论串。

• 收藏一些你常用的关键词（比如“Shader Graph dissolve”、“URP lightprobe setup”）

• 📑 点进别人提问看看有哪些回答，从回答里学写法与工具流程

• 🗂 如果你准备做作品集，里面也能搜到别人对特效/动画等项目型问题的处理方式

【PC High】包含高成本渲染特性（需要独立显卡 Dedicated GPU）

可能包括：

• 实时阴影（Real-time Shadows）

• 高分辨率光照贴图（Lightmap）

• 多 Pass Shader（多个 Pass 同时运行）

• 后处理特效（Bloom、Motion Blur、Depth of Field）

• 高质量抗锯齿（MSAA、TAA）

• 高材质分辨率（如 4K PBR 贴图）

🎯 这些特性对 显卡频宽、GPU 核心数、VRAM 有较高要求，集显常会卡顿、掉帧甚至崩溃。

【PC Low】配置相对简化，适合集显或低端机型

一般会：

• 关闭后处理（或只留最基础的）

• 使用低分辨率光照贴图或完全禁用

• 使用 LOD 较低的模型

• 简化 Shader 中的流程，比如关闭法线贴图或镜面反射

• 渲染路径选用 Forward 而非 Deferred（减少 Pass）

📉 用于节省 GPU 运算负担，提高流畅度，哪怕牺牲一点视觉质量。

🎓 为什么教程要这样提示你？

因为 Unity 的 URP Sample 项目中很多场景（如 The Garden、The Oasis）用到了：

• 多光源照明

• 复杂 Shader 和动态特效

• 高质量后处理管线

这些在集显上跑会掉帧，甚至卡死，而作者希望你能流畅体验教程内容，避免误以为“Unity 卡”。

https://docs.unity3d.com/2022.3/Documentation/Manual/class-QualitySettings.html

每个项目的渲染需求不同，无法靠一个固定渲染管线满足全部平台、风格、性能目标，因此需要可定制的 SRP。

【直播回放】从0写一个SRP_哔哩哔哩_bilibili

可以尝试在这里复制名字，然后在package Manager里找到url导入的，粘贴上去

RenderPipeline 是 SRP 的基类

你必须继承它，并重写唯一关键方法：

protected override void Render(ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras)

foreach (var camera in cameras)
{// 1. 设置相机属性（matrix、clear flags 等）context.SetupCameraProperties(camera);// 2. 创建渲染命令缓冲（CommandBuffer）// 3. 处理光照、Culling（剔除不可见物体）// 4. 绘制场景对象（DrawRenderers）// 5. 后处理（如果你实现了）// 6. 提交绘制指令context.Submit();
}

不仅立方体没有，连scene里面的gizmo也没有，只draw skybox

此时旋转相机都不会有用，连相机的位置都需要自己设置

和这种写法一致（在最新的一些版本里加上去的，就是可以把类型直接写在参数里面了）

（新的c#语法里有）

裁剪的是cull，这个是unity依然帮忙直接做了，一般也没有更好的方法了，

out 的关键特性：你不需要在调用前 new 它，因为：

👉 方法内部负责 new 并赋值，调用者只需要声明变量即可。

你只是在“声明变量”，不需要初始化（new），因为 out 保证：

🔸 Unity 的这个方法会在内部执行 parameters = new ScriptableCullingParameters(...);
🔸 并填好其中的字段（如视锥体、遮挡剔除选项、LOD 层级等）

ref ds, ref fs：

• 你在调用前就必须创建好 ds 和 fs 实例

• Unity 会通过引用去读取它们的内容，甚至可能修改你传进去的对象（尽管通常不修改）

如果 ScriptableCullingParameters 是引用类型，是不是就不需要 out 了？

答案是：它是值类型（struct），所以你必须用 out！

Unity 的很多核心渲染结构（包括 ScriptableCullingParameters, CullingResults, DrawingSettings, FilteringSettings 等）都是 struct：

xxxx

写完之后，还是没有看到效果

而原因是---场景里的这些物体用的依然是standard shader，

srp里不支持内置管线的shader ，但是有一种除外，就是unlit shader

因为unlit shader不受光照影响

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还不够，还需要别的

这样才最后可以看见了

类型	作用
DrawingSettings	💡 定义如何绘制物体（用哪个 Shader Pass、排序、批处理方式）
FilteringSettings	🧹 定义要绘制哪些物体（基于 LayerMask、Queue、Shader tag 等）

index=0 是 主 Pass，最优先尝试匹配的 Shader Pass 名
index=1/2/... 是 备用 Pass，如果前面的找不到，再尝试它们
它们组成了一个 “Shader Pass 匹配表” 

为什么是 "SRPDefaultUnlit"？

• 这是 Unity 内置 SRP（包括 URP）使用的 Unlit Shader Tag

• 如果你写自定义 Shader 时没有设置 Name，可能不会被匹配到

ds.SetShaderPassName(0, new ShaderTagId("MyForwardLit"));
ds.SetShaderPassName(1, new ShaderTagId("SRPDefaultUnlit"));

Unity 在执行 context.DrawRenderers() 时，会做如下查找：

对每个渲染器的材质所使用的 Shader，去里面找：

有没有 Pass { Tags {... "LightMode" = "MyForwardLit" ...} ...} → ✅ 用这个

没有 → 有没有 Pass { Tags {... "LightMode" = "SRPDefaultUnlit" ...} ...} → ✅ 用这个

都没有 → ❌ 不渲染

FilteringSettings核心作用：

你告诉 SRP：

“我这次 DrawRenderers() 调用，不限制任何 Render Queue 范围，什么都可以画。”

RenderQueueRange 是对材质 RenderQueue 的一个区间过滤器。

参数	描述
RenderQueueRange.opaque	画不透明物体（默认 queue 0–2500）
RenderQueueRange.transparent	画透明物体（queue 2501–5000）
RenderQueueRange.all	全都包含，不做筛选

用途	ShaderTagId	FilteringSettings
画不透明物体	"SRPDefaultUnlit"	RenderQueueRange.opaque
画透明物体	"SRPDefaultUnlit"	RenderQueueRange.transparent
画阴影	"ShadowCaster"	任意 Queue
自定义特殊 Pass	"MyCustomPass"	自定义 Layer/Queue 范围

DrawingSettings, FilteringSettings, ScriptableRenderContext, ShaderTagId 等，全都是 Unity 官方 Scriptable Render Pipeline (SRP) 的核心底层类，统称为：

🔧 UnityEngine.Rendering 命名空间下的 SRP API
是 Unity 提供的底层可编程渲染接口集合，你可以完全重写 Unity 的渲染行为。

https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Rendering.ScriptableRenderContext.html

都可以在官方文档的一个一个查

https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.render-pipelines.core@17.3/manual/index.html

Unity 官方自定义 SRP 的核心文档入口

xxxx

这里的文字绑定到相机上面，和相机一起移动，然后在后面自己额外增加关键帧移动，到中间再，，，，

不行，他这里一开始是和背景同一位置的，后面才冲回了视野的中心位置，不适合设置父对象

这里轻微的调整了一下，导致了和父对象的一点轻微差距

两个节点（漫射 BSDF、透明 BSDF）在渲染模型中可以被视为同级的 BRDF 模型

在 Forward 渲染中，一个 Pass 通常只负责处理一种光源影响（比如主光 / 额外点光），
多光源的支持依赖于多个 Pass 的叠加处理，或者特殊的聚合方法。

在 Forward 渲染路径中：

类型	描述
ForwardBase Pass	处理主方向光（Directional Light）+ 环境光（Ambient）
ForwardAdd Pass	每个处理一个额外的光源（Point / Spot Light）
ShadowCaster Pass	处理阴影生成
Meta / Deferred / DepthOnly	用于 GI / 探针 / 深度图等特定目的

Pass
{
    Tags { "LightMode" = "ForwardBase" } // 处理主光 + ambient
}

Pass
{
    Tags { "LightMode" = "ForwardAdd" }  // 每个 point/spot light 分别加一个 pass
    Blend One One    // 累加混合（Additive）
}
Unity 会自动为每个额外光源调用一次 ForwardAdd pass，并将光源数据注入 Shader 中（如 _LightColor0, _WorldSpaceLightPos0）

延迟渲染的 Lighting Pass 并不是在材质 Shader 中处理的，而是在后期一个全屏 Shader 中，你可以循环多个光源、逐像素叠加它们的贡献，不需要为每个光源重绘物体！

✔ 在延迟渲染中，你的材质 Shader（GBuffer Pass）只需写一个 Pass，且完全不负责光照逻辑。
✔ 所有光源的计算都发生在 Unity 内部的一个 Lighting Pass 中（不是你写的 Shader），
✔ 所以：你不需要在材质 Shader 中访问光源数据，也不需要写多个 Pass 来支持多个光源。

如果你想打破这套结构，你可以做的高级玩法是：

✅ 自己重写 Lighting Pass（SRP 中的 DeferredLights.hlsl + C# Pass 组织逻辑）

这样你就可以：

• 自定义光源类型（如区块状灯、颜色噪声灯）

• 加入多 BRDF 组合模型（如 anisotropic、clearcoat）

• 用其他曲面响应模型替代标准 PBR（如 cartoon 光照）

一个能在 Unity 默认 Deferred 渲染路径下生效的最基本 Shader，它：

• ✅ 只写一次 Pass

• ✅ 输出 GBuffer 所需的基础材质信息（Albedo、Normal、Metallic、Smoothness、Emission）

• ❌ 不参与光照计算（Deferred Lighting Pass 会处理）

Shader "Custom/DeferredMinimal"
{Properties{_MainTex ("Base Color", 2D) = "white" {}_Color ("Tint", Color) = (1,1,1,1)_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0_Smoothness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5_EmissionColor ("Emission", Color) = (0,0,0)}SubShader{Tags { "RenderType" = "Opaque" "RenderPipeline" = "UniversalRenderPipeline" }LOD 100Pass{Name "GBuffer"Tags { "LightMode" = "Deferred" }HLSLPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float3 normalWS : TEXCOORD1;float4 pos : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;float4 _Color;float _Metallic;float _Smoothness;float4 _EmissionColor;v2f vert (appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);o.normalWS = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);return o;}struct GBufferOutput{float4 gbuffer0 : SV_Target0; // Albedo.rgb, Metallicfloat4 gbuffer1 : SV_Target1; // Normal.xy, Smoothness, Occlusionfloat4 gbuffer2 : SV_Target2; // Emission.rgbfloat4 gbuffer3 : SV_Target3; // Reserved (optional)};GBufferOutput frag (v2f i){GBufferOutput o;float3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;float3 normalWS = normalize(i.normalWS);float metallic = _Metallic;float smoothness = _Smoothness;float occlusion = 1.0;o.gbuffer0 = float4(albedo, metallic);o.gbuffer1 = float4(normalWS.xy, smoothness, occlusion);o.gbuffer2 = float4(_EmissionColor.rgb, 1.0);o.gbuffer3 = 0; // Reserved (deferred fog, etc)return o;}ENDHLSL}}FallBack "Diffuse"
}

如果是在内置管线，那就差别很多了（主要在光照模型变了，所以需要的输出标准Gbuffer的格式变了）

在 Built-in Deferred 渲染中，你的 Shader 必须满足以下要求：

要求	描述
包含 Tags { "LightMode" = "Deferred" } 的 Pass	用于写入 GBuffer，Unity 的内置 Deferred 渲染器会调用它
输出标准 GBuffer 格式（Albedo, Normal, Specular）	Unity 内部定义格式
或者直接使用 #pragma surface + deferred 修饰符	✅ 推荐方式，最简单稳定

就比如直接使用surface shader作为光照计算基础，

写

Shader "Custom/BuiltinDeferredMinimal"
{Properties{_MainTex ("Albedo", 2D) = "white" {}_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 200CGPROGRAM// Surface Shader 开启延迟渲染#pragma surface surf Standard fullforwardshadows deferredsampler2D _MainTex;fixed4 _Color;half _Glossiness;half _Metallic;struct Input{float2 uv_MainTex;};void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o){fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;o.Albedo = c.rgb;o.Metallic = _Metallic;o.Smoothness = _Glossiness;o.Alpha = 1;}ENDCG}FallBack "Diffuse"
}

元素	含义
#pragma surface surf Standard deferred	表明使用延迟路径生成 GBuffer（Unity 内部处理）
SurfaceOutputStandard	Unity 内部的数据结构，自动输出 GBuffer
不需要手动写 GBuffer	Unity 自动处理你返回的 Albedo、Normal、Specular 等分量
✅ 光照将统一在 Unity Lighting Pass 中处理	包括所有光源影响（延迟的最大优势）

⚠️ 如果你想写自定义 GBuffer 的 Vertex/Fragment Shader

那就麻烦多了，必须：

1. 使用 Pass { Tags { "LightMode"="Deferred" } }

2. 自己输出标准 GBuffer 结构到 SV_Target0~2

3. 遵循 Unity 的内置 GBuffer 格式：

Render Target	内容
SV_Target0	Albedo.rgb + Occlusion
SV_Target1	Specular + Roughness
SV_Target2	Normal + Emission（可选）

这适合高手使用，Unity 并不推荐在内置管线中这么做。

“如果我也想像 URP 一样，在内置管线用 V/F shader 输出 GBuffer，会差很多吗？”

你无法更改 GBuffer 结构（必须符合 Unity 的写死格式）

Unity 内置延迟渲染的 GBuffer 结构如下（固定）：

Render Target	内容（通道布局）
SV_Target0	Albedo.rgb + Occlusion (a)
SV_Target1	Specular.rgb + Roughness (a)
SV_Target2	Normal.xyz + unused
SV_Target3	reserved (only HDRP uses)

而在 URP 中，你可以完全自定义这 4 个 GBuffer 的格式，比如你可以让 GBuffer2 专门放 clearcoat 或 anisotropy。

你不能重写 Lighting Pass 的任何逻辑

Unity Built-in Deferred Lighting 是引擎内部的 C++ 层代码，你无法修改：

• Blinn-Phong vs Cook-Torrance

• 灯光衰减函数

• 阴影查找方式

• IBL/反射探针混合规则

而在 URP 中，这一切都可以在 DeferredLighting.hlsl 或 Lighting.hlsl 里修改。

写法不算差很多，但“灵活性差很多”

如果要写一份

Shader "Custom/BuiltinDeferredVF"
{Properties{_MainTex ("Albedo", 2D) = "white" {}_Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)_SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.04, 0.04, 0.04, 1)_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5_Occlusion ("Occlusion", Range(0,1)) = 1.0}SubShader{Tags { "RenderType" = "Opaque" }LOD 100Pass{Name "Deferred"Tags { "LightMode" = "Deferred" }CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float3 normalWS : TEXCOORD1;float4 pos : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _Color;float4 _SpecColor;float _Glossiness;float _Occlusion;v2f vert (appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = v.uv;o.normalWS = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);return o;}struct FragOutput{float4 rt0 : SV_Target0; // Albedo.rgb + Occlusionfloat4 rt1 : SV_Target1; // Specular.rgb + Smoothnessfloat4 rt2 : SV_Target2; // Normal.xyz};FragOutput frag(v2f i){FragOutput o;float3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;float3 normal = normalize(i.normalWS);o.rt0 = float4(albedo, _Occlusion);o.rt1 = float4(_SpecColor.rgb, _Glossiness);o.rt2 = float4(normal, 1.0); // 第四分量通常未用return o;}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}