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【URP】Shader绘制棋盘格对比内置管线

WAP站长网 2025-9-10 11:30
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以绘制棋盘格为例,对比内置管线和URP中的Shader异同。

【从UnityURP开始探索游戏渲染】

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异同简述

  • 面板属性定义Properties一样的
  • Tags主要区别在于RenderPipeline的声明
  • 这里没涉及到的渲染命令也是一样的。
  • 主要区别在Pass中使用CG还是HLSL
  • 其中引用的内置变量的库不同,内置引用UnityCG.cginc,而URP中引用URP包中的core.hlsl
  • 再有HLSL中定义变量 用静态缓冲宏定义包裹 ,CBUFFER_START(UnityPerMaterial),CBUFFER_END。内置中直接定义变量。

内置渲染管线与URP的基本概念对比

‌内置渲染管线(Built-in Render Pipeline)

  • Unity的默认渲染管线,采用固定架构设计
  • 基于传统的前向渲染和延迟渲染模式,代码高度耦合
  • 自定义选项有限,修改渲染流程需直接修改Unity源码
  • 使用CG语言编写Shader,支持Standard Shader等内置着色器

‌通用渲染管线(URP)

  • 基于可编程渲染管线(SRP)框架的模块化设计
  • 核心逻辑通过C#脚本控制,如RenderPipeline和RenderPass
  • 轻量且可扩展,专注于跨平台性能优化
  • 使用HLSL语言编写Shader,支持Shader Graph可视化编辑

Shader的具体差异对比

对比维度 内置渲染管线 URP

编程语言

主要使用CG 主要使用HLSL

SubShader标签

无特殊要求 需添加"RenderPipeline"="UniversalPipeline"

光照处理

内置光照模型 基于物理渲染(PBS)系统

合批流程

传统合批 支持SRP Batcher

数据类型

支持fixed类型 仅支持half/float类型

着色器库

UnityCG.cginc Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary

后处理支持

有限支持 更强大的后处理系统

Shader迁移到URP的步骤

基础修改

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

数据类型和函数调整

  • fixed类型改为halffloat
  • 更新光照计算函数,使用URP提供的API
  • 将属性定义在CBUFFER_START(UnityPerMaterial)块中以提高兼容性

使用迁移工具

  • Unity官方提供Render Pipeline Converter工具
  • 可自动转换大部分标准Shader
  • 对于自定义Shader,需要手动调整

验证和优化

  • 检查材质在URP下的渲染效果
  • 优化性能,利用URP特性如SRP Batcher
  • 测试不同平台的表现

迁移注意事项

不兼容功能处理

  • 某些高级特效(如曲面细分)在URP中可能不支持
  • 需要寻找替代方案或使用HDRP

性能优化

  • URP更注重移动端性能,可减少不必要的计算
  • 使用URP的批处理功能提高渲染效率

棋盘格Shader实现

内置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); // 检查是否是高亮坐标 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 } } } 

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