hdrp-延迟渲染-gbuffer

最新推荐文章于 2025-06-11 14:46:32 发布
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分类专栏： 游戏引擎 unity code 渲染 文章标签： HDRP 延迟渲染 gbuffer
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/llsansun/article/details/123599148
本文详细介绍了GBuffer在高清渲染管线(HDRenderPipeline)中的作用和工作流程。GBufferManager在初始化时创建多个渲染目标，用于存储场景信息。RenderGBuffer阶段通过CommandBuffer设置渲染目标，并将缓冲区绑定为纹理。ShaderPassGBuffer在Lit.shader的GBuffer pass中执行，处理顶点和片元数据，计算表面属性并编码到GBuffer的不同部分，如基础颜色、法线、粗糙度、金属度等。这一过程对于实时图形渲染的光照和细节表现至关重要。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

GBufferManager

gbuffer在HDRenderPipeline构造的时候会创建GBufferManager，默认会构造指定数量的gbuffer的rt，一般是4张rt加一张深度rt。

RenderGBuffer

在ExecuteRenderRequest中执行RenderGBuffer，然后执行

CoreUtils.SetRenderTarget(cmd, m_GbufferManager.GetBuffersRTI(hdCamera.frameSettings), m_SharedRTManager.GetDepthStencilBuffer());来通过commandbuffer渲染。

以及执行m_GbufferManager.BindBufferAsTextures(cmd);来绑定buffer到commandbuffer的texture中。

ShaderPassGBuffer

执行到shader中是Lit.shader的GBuffer的pass中。核心在ShaderPassGBuffer.hlsl这个shader中做，他有两个版本，一个是会用细分着色的，一个是只用顶点和片元的。

顶点着色：

然后在vert中主要做一些顶点数据准备，比如世界坐标，世界法线，切线以及uv，颜色等。然后vert中的PackVaryingsType就会区分是细分还是直接转片元。PackVaryingsToPS是直接转到片元。

片元：

然后是Frag，GetSurfaceAndBuiltinData是在LitData.hlsl中，是获取表现信息的地方，比如像素的法线，基础颜色，高光遮蔽，粗糙度，金属度等。

然后ENCODE_INTO_GBUFFER，在MaterialGBufferMacros.hlsl中执行EncodeIntoGBuffer执行到Lit.hlsl的EncodeIntoGBuffer，核心是对四个buffer赋值。

分别是

outGBuffer0为基础颜色级高光遮蔽，

outGBuffer1是法线以及a通道是粗糙度

outGBuffer2是高光遮蔽及厚度，或者是各向异性及金属度，或者是菲涅尔，根据用的材质决定。

outGBuffer3是自发光或者是环境光。

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欢迎来到《技术探索》，这是一个专注于游戏开发技术的博客。在这里，我们将深入探讨游戏引擎、图形渲染、人工智能、物理模拟等领域的最新技术和最佳实践。无论您是初学者还是经验丰富的开发者，我们都希望为您提供有价值的见解和实用的技巧。
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在前向渲染中使用G-Buffer是一种较为特殊的配置，因为G-Buffer通常用于延迟渲染（Deferred Rendering）流程中。前向渲染（Forward Rendering）是一种传统的渲染方式，其核心思想是对于每个光源，逐物体进行光照计算，而延迟渲染则会先将几何信息存储在G-Buffer中，随后在光照阶段进行处理。然而，前向渲染中也可以引入G-Buffer的思想，用于实现更复杂的后处理效果或混合渲染技术。 ### 配置与使用G-Buffer在前向渲染中的方法 1. **G-Buffer的组成** G-Buffer通常由多个颜色缓冲组成，分别用于存储不同的几何与材质属性，如： - 漬度（Albedo） - 法线（Normal） - 深度（Depth） - 粗糙度（Roughness） - 金属度（Metallic） - 视图空间坐标（View Space Position） 这些信息可以在前向渲染过程中通过多目标渲染（MRT, Multiple Render Targets）写入多个颜色附件中。 2. **前向渲染流程的调整** 在标准的前向渲染流程中，每个物体在渲染时都会进行光照计算。若要引入G-Buffer，需要将渲染流程分为两个主要阶段： - **几何阶段（Geometry Pass）**：将所有不透明物体的几何与材质属性渲染到G-Buffer中。 - **光照与合成阶段（Lighting & Compositing Pass）**：使用G-Buffer中的信息进行光照计算，并将结果输出到最终帧缓冲中。 3. **着色器调整** 在几何阶段，顶点着色器与片段着色器需要输出多个值到不同的颜色附件中。例如，片段着色器可能如下所示： ```glsl #version 450 out vec4 gAlbedo; out vec4 gNormal; out vec4 gDepth; in vec3 fragPos; in vec3 normal; in vec2 texCoords; uniform sampler2D albedoMap; void main() { gAlbedo = texture(albedoMap, texCoords); gNormal = vec4(normalize(normal), 1.0); gDepth = vec4(fragPos.z, 0.0, 0.0, 1.0); } ``` 4. **性能优化与批处理** 在使用G-Buffer时，需要注意绘制调用的优化。例如，可以通过动态批处理（Dynamic Batching）来减少绘制调用的数量，从而提升性能。在Unity等引擎中，可以启用动态批处理来对小型动态对象进行优化[^3]。 5. **后期处理与光照计算** 在完成G-Buffer的构建后，可以在后续的后处理阶段利用这些信息进行复杂的光照计算、屏幕空间反射（SSR）、环境光遮蔽（SSAO）等效果的实现。这种做法可以避免重复的几何计算，提高渲染效率。 6. **适用场景** 尽管前向渲染中引入G-Buffer可以带来更高质量的光照与后处理效果，但其代价是更高的内存占用与渲染延迟。因此，该技术更适用于需要复杂光照与后处理的高端应用，如游戏、影视渲染等。
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