hdrp-延迟渲染-gbuffer

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。

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,GetSur

### 前向渲染与G-Buffer的关系及区别 #### 关系分析 尽管前向渲染(Forward Rendering)和延迟渲染(Deferred Rendering)是两种不同的渲染方法,但在某些特定情况下,前向渲染也可以利用类似于G-Buffer的概念来优化性能或增强效果。然而,这种使用并非传统意义上的G-Buffer[^1]。 在前向渲染中,通常不会显式创建G-Buffer,因为所有的光照、阴影和其他材质属性是在单次传递中完成的。不过,在一些现代图形技术中,为了提高灵活性或者适应复杂的场景需求,开发者可以选择预先计算并存储部分几何信息(如位置、法线等),这实际上是一种简化版的G-Buffer机制。这种方式允许后续阶段访问这些中间数据以进一步调整画面质量[^4]。 例如,在复杂光源环境下,如果单纯依靠传统的前向渲染难以达到理想的视觉表现,则可以通过引入有限范围内的额外缓冲区(类似轻量化版本的G-Buffer)来进行局部改进。这样既保留了前向渲染的优势——比如对透明对象的良好支持以及较低内存消耗;又能够获得接近延迟渲染的部分好处,如更精确控制每像素级别的细节处理能力。 #### 区别探讨 从前述描述可以看出两者存在显著差异: 1. **核心理念的不同** - 延迟渲染依赖完整的G-Buffer结构保存每个像素对应的多种重要参数(包括但不限于位置, 法线方向等等), 这些信息随后被用来执行独立于模型绘制过程之外的大规模全局光照运算. - 而相比之下, 前向渲染则倾向于即时结合所有必要的输入源 (顶点属性, 纹理贴图, 光照条件等) 来一次性得出最终颜色值而无需额外维护庞大的辅助资源集合. 2. **适用场合对比** - 使用带有G-Buffer特性的延迟渲染更适合那些拥有大量动态变化光线交互的游戏场景或者是追求极致画质体验的应用程序; 它能有效降低因频繁切换状态所带来的开销并且更容易管理众多聚光灯的效果呈现.[^3] - 另一方面, 如果目标设备算力受限或是主要关注点在于快速迭代开发周期短的小型项目上的话那么采用常规形式下的纯粹前向渲染策略往往更为合适因为它不需要占用过多GPU寄存器空间也不必担心可能出现由于缺乏深度测试而导致无法正确排序半透明白体等问题的发生几率相对较小.[^4] 3. **抗锯齿技术支持状况** - 对于需要高质量边缘平滑处理的任务来说值得注意的一点就是只有基于前向架构才能天然兼容多采样算法(MSAA); 相反地即便理论上讲延时管线同样具备实现可能性但由于其实现细节较为繁琐再加上当前主流解决方案普遍推荐借助时间累积型替代品(TAA)的缘故所以实际操作层面很少见到直接运用前者的情况发生.[^2] ```python # 示例代码展示如何模拟简易G-Buffer用于前向渲染环境中的后期修正 class SimpleGBuffers: def __init__(self): self.position_buffer = None # 存储世界空间坐标 self.normal_buffer = None # 记录表面法矢量 def apply_post_effects(simple_g_buffers): """假设已经填充好了simple_g_buffers""" updated_color = [] for pos, norm in zip(simple_g_buffers.position_buffer, simple_g_buffers.normal_buffer): new_shading = compute_custom_lighting(pos, norm) updated_color.append(new_shading) return updated_color def compute_custom_lighting(position, normal_vector): pass # 自定义逻辑函数省略具体实现内容 ``` ---
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