Unity3D的渲染路径的细节一览表

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1 功能列表

功能	Vertex Lit Rendering Path	Forward Rendering Path	Deferred Rendering Path
逐像素光照效果（Normal map等）	N	Y	Y
多render pass支持	仅在一个render pass中完成光照计算	允许多render pass	允许多render pass
逐像素实时阴影	N	仅支持一盏Directional Light Y
双光照贴图(Dual Lightmaps)	N	N	Y
深度缓冲区和法线缓冲区	N	Additional Render Pass	Y
软粒子（soft particle）	N	N	Y
半透明的物体（Semitransparent objects）	N	Y	Y
反走样（抗锯齿 anti aliasing）	N	Y	Y
灯光剔除蒙版(Lighting Culling masks)	受限制	Y	Y
光照保真度（Lighting Fidelity）	所有光照计算在顶点着色器中执行 部分光照计算在片元着色器中执行 所有光照计算在片元着色器中执行
每像素光照的性能耗费	像素数	像素数*被实时光照亮的像素数
PC上的所需的最低shader model版本	任意版本	最低2.0	最低3.0
移动平台上所需的最低OpenGLES版本	最低1.1	最低2.0	不支持移动平台
支持的游戏主机平台	N	xbox360，PS3	xbox360，PS3

Forward Rendering Path会依据一定的策略，分别判断场景中所启用的实时灯光是采用逐像素光照，球面调和光照，还是用逐顶点光照。也即是说，在Forward Rendering Path中，可能同时存在着三种光照计算方式，判定方式如下：

• 渲染模式被设置为不重要（Not Important）的光源以逐顶点或球面调和的方式进行计算
• 最亮的Directional Light将使用逐像素光照计算方式参与计算
• 渲染模式被设置为重要(Important)的光源将使用逐像素光照计算方式参与计算

如按照以上的三个规则，所得到的参与逐像素计算的光源数量，小于质量设置中的像素光源数量(Pixel Light Count)，为了减少亮度，会有更多的光源以逐像素的方式进行光照计算

2 Forward Rendering Path 的细节

Forward Rendering Path将会采用多个render pass去执行光照计算。如下表：

在基础通道（base render pass）中对所有的逐顶点光照计算的光源，以及所有的使用球面调和计算方式的光照，进行计算，还有就是对其中一个Directional Light进行逐像素计算 在其他的render pass中，对光源进行逐像素光照计算，每个光源都需要一个render pass base render pass用所有球面调和光，以及一个逐像素计算的directional light去渲染物体。此通道还负责渲染着色器中的光照贴图，环境光和自发光。在此通道中渲染的方向光可以产生阴影。需要注意的是，使用了光照贴图的物体不会得到球面调和光的光照。其他的render pass用于其他的使用逐像素计算方式的光源。这些通道中渲染的光源无法产生阴影（因此，forward rendering支持一个能产生阴影的方向光）。具体的渲染步骤和流程如下示例：

例如，如果有一个物体受到若干光源的影响（下图中的圆圈，受到光源A到H的影响）

假设光源A到H都有相同的颜色和强度，且它们的渲染模式都为自动的(Auto)，那么它们严格的按照其名字排序。最亮的光源以逐像素光照模式的方式进行渲染（A到D），然后最多有4个光源以逐顶点光照模式进行渲染（D到G），其他光源以球面调和的方式进行渲染（G到H）。

注意不同的光照组间有重叠，如，最后一个逐像素光源也以逐顶点光照模式的方式渲染，这样能减少当物体和灯光移动时可能出现的"光照跳跃"现象。

3 Defered Rendering Path的细节

Defered Rendering Path也会使用多个render pass去执行渲染操作，步骤如下表：

• 第一步是base render pass，在本render pass中，每个物体都会被渲染一次。物体的基于观察空间的物体法线（view space normal）和镜面高光强度(specular power）被渲染进单一的ARGB32格式的rendered texture中（法线值在RGB通道，高光强度在A通道）中。如果平台和硬件支持将Z缓冲按纹理读取，那么物体的深度值不会被明确的渲染。如果Z缓冲不能被以纹理的方式访问，那么深度将在其他的render pass中使用“shader replacement”技术进行渲染。本render pass的渲染结果是被当前屏幕内容的深度值所填满的Z缓冲，以及带有法线和高光强度的rendered texture

• 第二步是lighting render pass。本render pass基于在base render pass中得到的深度，法线和高光强度值去计算光照。光照是基于屏幕空间进行计算的，因此和屏幕复杂性无关。在本lighting render pass中使用到的光照缓冲（lighting buffer）是一个单一的ARGB32格式的rendered texture，纹理的RGB通道带有漫反射的光照信息，在A通道带有单一特定颜色的光照值。这光照值采用“对数编码（logarithmic encoding）”的方式进行编码，以产生比一般ARGB32纹理所能存储的更大的光照值范围。在本render pass中光照模型固定为Blinn-Phong模型。那些不和摄像机的近截平面（near plane）相交的point光源和spot光源，将会作为一个3D形状去渲染。并且是以“z buffer test against scene enabled”的方式去进行渲染。这将使得部分或者全部闭合的（occluded）point光源或者spot光源的渲染性能耗费变得极为低廉。如果和摄像机的近截平面相交的directional light，point light，spot lights则以一个全屏的四边形的方式去进行渲染。如果一个光源，它的“产生阴影”的选项被启用了，，在这个处理过程中会被很好的地染。但注意产生阴影并不是毫无性能损耗的，同时需要使用一个更加复杂的光线着色器来进行渲染操作。

• 最后一步是final render pass，最终渲染阶段产生最后渲染后的图像，到这一步，所有的对象都将被再次渲染，其中着色器将混合前一步生成的光源和纹理以及所有自发光照明。 返回首页