【从UnityURP开始探索游戏渲染】

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介绍与历史发展

Unity的渲染顺序系统经历了从Built-in管线到可编程渲染管线(SRP)的演进。在传统Built-in管线中，渲染顺序主要由摄像机深度和材质RenderQueue决定，而URP(Universal Render Pipeline)作为SRP的一种实现，提供了更灵活可控的渲染顺序管理机制。

URP的前身是LWRP(轻量级渲染管线)，在Unity 2019中成为默认管线并更名为URP，它替代了原来的Built-in管线，引入了全新的渲染架构。URP的渲染主入口在UniversalRenderPipeline类，它继承自RenderPipeline，是整个渲染流程的关键类.

内置管线与URP渲染顺序对比

内置管线渲染顺序

内置管线主要依赖以下因素决定渲染顺序：

• 摄像机Depth值：深度小的先渲染
• 材质RenderQueue：数值小的先渲染
• 物体与摄像机的距离：近的物体先渲染(不透明物体)或后渲染(透明物体)

内置管线将渲染队列分为：

• Opaque队列(RenderQueue<2500)：不透明物体
• Transparent队列(RenderQueue≥2500)：透明物体

URP渲染顺序

URP在继承内置管线部分特性的基础上，引入了更多控制维度：

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基础排序规则

• Camera Depth仍为最高优先级
• 新增Priority属性控制材质渲染顺序(值越小渲染越晚)
• 支持基于Sorting Layer和Order in Layer的分层渲染

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多摄像机共存机制

• 采用base-overlay模式，由base摄像机与多个overlay摄像机组成
• overlay摄像机按Stack List中的顺序绘制

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渲染队列处理

• 当RenderQueue分别在[0-2500]和[2501-5000]时，按RenderQueue绘制，无视SortingLayer/OrderInLayer

  • Unity Shader中的渲染顺序层主要通过渲染队列（RenderQueue）实现，每个队列对应一个索引号来控制物体的渲染优先级，索引值越小越优先渲染。‌

  SubShader中Tags{ “Queue” = “

  Transparent

  ”}

  以下是Unity中主要的渲染顺序层及其索引号列表：

  • Background: 1000（最早渲染，用于天空盒等背景物体）‌
  • Geometry: 2000（用于大多数不透明物体，如默认着色器）‌
  • AlphaTest: 2450（用于需要Alpha测试的物体，如透明裁剪植被）‌
  • Transparent: 3000（用于半透明物体，如粒子或透明材质）‌
  • Overlay: 4000（最后渲染，用于屏幕特效如光晕或GUI）‌

  这些索引值的顺序确保了渲染效率，其中不透明队列（值 < 2500）通常从前向后渲染，而半透明队列（值 > 2500）从后向前渲染以避免视觉错误。

  “Transparent+1”使用+1方式明确表示层级被优先渲染。

• 同队列范围内时，SortingLayer和OrderInLayer生效

渲染顺序解决的问题

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视觉正确性

• 确保透明物体在不透明物体之后渲染，实现正确的混合效果

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性能优化

• 通过合理排序减少overdraw(过度绘制)，提高渲染效率

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艺术控制

• 允许美术师通过层级设置控制场景元素的显示优先级

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多摄像机协作

• 支持UI摄像机与场景摄像机的分层渲染

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平台适配

• 在移动设备上可通过调整渲染顺序优化性能

URP渲染顺序的使用方法

基础设置

• ‌

  通过材质Priority属性

  ‌：

  csharp material.renderQueue = 2001;// 设置渲染队列 material.priority = -1;// 设置优先级(URP特有) 

  值越小渲染越晚

• ‌

  通过Sorting Layer和Order in Layer

  ‌：
  • 在Tags and Layers中定义Sorting Layer
  • 设置Renderer的Sorting Layer和Order in Layer

高级控制

• ‌

  使用RenderObjects特性

  ‌：

  在URP Asset中添加Renderer Feature，通过Filter Settings控制特定对象的渲染顺序

• ‌

  多Pass渲染

  ‌：
  • 使用UniversalForward Pass进行主光照渲染
  • 使用SRPDefaultUnlit Pass进行无光照渲染

• ‌

  动态修改URP设置

  ‌：

  csharp var pipelineAsset = GraphicsSettings.renderPipelineAsset as UniversalRenderPipelineAsset; pipelineAsset.supportsHDR = false; pipelineAsset.msaaSampleCount = 4; 

  可动态调整管线参数影响整体渲染顺序

透明物体处理

• ‌

  着色器中设置

  ‌：

  shader Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue"="Transparent" } Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha 

  确保透明物体正确混合

• ‌

  避免深度冲突

  ‌：

  通过调整物体位置或使用Offset因子解决透明物体间的深度问题

URP的渲染顺序系统相比内置管线提供了更精细的控制能力，开发者可以根据项目需求灵活调整渲染顺序，在保证视觉效果的同时优化性能

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