简介： 最近有一个功能要修改管线，引擎没有人手，那就只能靠自己了，个人是很不喜欢改内置的东西的，不过迫不得已也得干呀，既然要改，甭管该多少，先抽点时间梳理一下 URP（SRP） 的来龙去脉。
软件： unity 2021.3.21f1c1
管线：com.unity.render-pipelines.universal@12.1.7
还额外获得了一个看类的好工具-VS的类设计器，下面也会附上用法

类设计器的安装与使用

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类图关系

结构梳理

首先看一下几个基类

render和data类

1. RenderPipelineAsset 和 RenderPipeline 应该是一对儿，我们简称为管线对儿
2. ScriptableRendererData 和 ScriptableRenderer 是一对儿，我们简称其为渲染对儿
   其中 RenderPipelineAsset 为管线对儿的数据文件，ScriptableRendererData 为渲染对儿的数据文件

分对儿看

管线对儿 RenderPipelineAsset 和 RenderPipeline

1. 先看 RenderPipelineAsset ，启用 URP 管线必要的配置文件，可简单理解为，URP 就从这里开始（在这之前可能还有其它方法来调用，但我们可以先找一个简单的头） 。
   其中的 RenderPipelineAsset 就是我们使用 URP 管线时首先要创建的管线资源文件，所以他的主要功能就是用来存储管线需要用到的数据和配置
   

   PipelineAsset文件
   
   
   设置管线Asset文件后，我们的 URP 管线就正式激活了
   
   RenderPipelineAsset
   是一个抽象类，主要有四个方法 CreatePipleline、OnDisable、OnValidate、RenderPipelineAsset（构造函数），属性就是一些类似配置的属性。通过方法可以看出，RenderPipelineAsset 的主要目的就是使用其保存的数据和配置创建对应的 RenderPipeline 管线。
   默认 URP 自带一个 RenderPipelineAsset 的派生类UniversalRenderPipelineAsset ，这个就是我们实际使用的管线Asset文件。我们要写自己的管线，那么我们的Asset文件也需要派生自 RenderPipelineAsset

2. UniversalRenderPipelineAsset
   默认 URP 的管线数据资源类，他有一个自己的 Editor界面绘制类 UniversalRenderPipelineAssetEditor。界面如下
   

   URP Asset
   
   主要包含渲染设置，质量设置，灯光设置，阴影设置，后处理设置。
   可以看出，这个类就是用来配置我们渲染管线的相关设置的。
   • 提供了右键菜单创建 UniversalRenderPipelineAsset 文件的功能，在创建的过程中还会自动创建一个 ScriptableRendererData 对象并保存为Asset文件,这个文件就是用来后期生成 ScriptableRenderer 用的。
   • 包含一个 UniversalRenderData 的对象列表，用来生成和设置相机的 ScriptableRenderer。
   • 以属性的形式保存了管线需要的一些默认材质球
   • 提供通过索引来获取 ScriptableRenderer 的方法 GetRenderer

3. RenderPipeline
   RenderPipeline 这是个抽象基类，和 RenderPipelineAsset 是对应的，主要提供了一些约定方法。
   

   RenderPipeline 抽象类

4. UniversalRenderPipeline
   UniversalRenderPipeline 是 unity 默认带的一个 URP 的 RenderPipeline 派生类，如果我们没有自定义过其它 RenderPipeline 那应该只有这一个具体实现类。它是通过 UniversalRenderPipelineAsset 的 (protected) CreatePipeline 方法来创建的。
   UniversalRenderPipeline 的构造函数默认强制传入一个 UniversalRenderPipelineAsset 对象，原因就是 UniversalRenderPipeline 需要使用 UniversalRenderPipelineAsset 里面的数据和配置生成正确的 Pipeline
   

   包含的方法
   • 这个类就具体的负责了渲染的流程，例如相机的设置，相机的排序，相机的堆栈渲染，灯光的处理，渲染的调用，等等
   • 这个类在 URP 的默认源码中的一处调用是 UniversalRenderPipelineAsset 的 scriptableRendererData 属性，这个属性用来获取默认材质和获取 ScriptableRendererData ，其 get 方法调用了 CreatePipeline();。
   • 另一处就是 UniversalRenderPipelineAsset 的基类 RenderPipelineAsset 约定的 (internal) InternalCreatePipeline 中调用了 抽象方法 CreatePipeline(),这个方法在 UniversalRenderPipelineAsset 进行了实现。

渲染对儿 ScriptableRendererData 和 ScriptableRenderer

与 RenderPipelineAsset和 RenderPipeline 关系类似，ScriptableRendererData 是一个数据配置存储文件，用来生成 ScriptableRenderer 对象。UniversalRenderPipelineAsset 对象内部用一个 ScriptableRendererData[] 数组来保存不同的 ScriptableRendererData 对象

1. 先看 ScriptableRendererData
   一个可以序列化保存的对象，主要包含一个 RenderFeatures 列表，公用方法就一个 SetDirty() ，还一个保护类型的 Create 抽象方法，用来创建 ScriptableRenderer 。
   结构很简单，大体意思应该就是约定，renderdata 内需要保存 RenderFeatures ，然后派生类需要实现 Create（）方法用来创建对应的 ScriptableRenderer 对象
   
   ScriptableRendererData
2. UniversalRendererData
   引擎默认派生了三个 data 类 Renderer2DData、ForwardRendererData、UniversalRendererData，其中的 ForwardRenderer 是一个被舍弃的 Renderer，被UniversalRendererData代替。
   每一个data派生类，内部都有一个 ShaderResources 类，用来保存当前管线需要的一些 shader 路径。

三个data派生类

UniversalRendererData 有一个专门的 UniversalRendererDataEditor 类来绘制其 Inspector 界面

UniversalRendererData 界面

可以看到，基本包含了一些具体的渲染设置，还有基类约定的 Feature 对象。
* 实现了基类的 Create() 方法，用来创建对应的 ScriptableRenderer
* 包含渲染排序，渲染路径的设置，后处理等渲染选项的设置，和 UniversalRenderPipelineAsset 不同的是，UniversalRenderPipelineAsset 的设置大部分是关于，整套管线的流程类型的，UniversalRendererData 则侧重于具体的渲染开关，和 pass 设置。 也就是 UniversalRendererData 负责的是 UniversalRenderPipelineAsset 负责的整个管线中渲染的一小部分。所以 UniversalRenderPipelineAsset 里面是有一个 UniversalRendererData 列表的。

3. ScriptableRenderer
   一个抽象类，使用 ScriptableRendererData 的配置数据，通过ScriptableRendererData 的 Create 方法进行创建其派生类。
   • 包含大量的渲染开关和属性，用来做具体渲染时的控制
   • 构造函数必须包含 ScriptableRendererData 对象，确保生成的 renderer 的正确性
   • 主要针对相机的渲染操作，例如，设置渲染target，设置 culling 参数，设置灯光，设置渲染前的pass 等
4. UniversalRenderer
   ScriptableRenderer 的派生数量与 ScriptableRendererData 的数量 一 一 对应。
   
   三个renderer派生类
   • UniversalRenderer 的方法与基类方法基本一致，大部分都是覆写。
   • 主要用来处理渲染时，渲染对象，渲染状态等的控制
   • 内部持有大量的 ScriptableRenderPass(抽象类)的派生类，用来处理渲染效果。
   • 持有大量的渲染材质，用来处理渲染效果。
   • 持有大量的RTHandle ，用来处理渲染输出。

   • 所以 UniversalRenderer 是我们应用到的最多的渲染类。

     
     
     内部持有的大量渲染用对象

扩散

上述几个类的相互关系

• RenderPipelineAsset 生成 RenderPipeline，RenderPipeline 用来控制管线的渲染流程
• RenderPipelineAsset 包含 ScriptableRendererData 列表
• ScriptableRendererData 生成 ScriptableRenderer ， ScriptableRenderer 用来控制渲染指令和状态

UniversalAdditionalCameraData

RednerPipeline 咋调用的 ScriptableRenderer 呢
在上面的代码分析中，我们并没有找到直接的调用关系

• 引擎在切换到 URP 管线后，我们会注意到，相机上会新增一个 UniversalAdditionalCameraData 组件，这个组件内部的一个共有属性 scriptableRenderer 它通过相机上设置的 renderer 的索引，使用 UniversalRenderPipeline.asset.GetRenderer(defaultIndex); 来获取当前相机的 ScriptableRenderer 。

• 在 UniversalRenderPipeline 的 InitializeAdditionalCameraData 方法执行时，将 ScriptableRenderer 包装进了 CameraData，所以在 pipeline 的执行过程中，大部分情况下可以通过 CameraData 来获取 ScriptableRenderer ，对应的属性名为 renderer
  cameraData.renderer = asset.scriptableRenderer;

• 所以之前也说 ScriptableRenderer 是针对与相机渲染的

ScriptableRenderPass

1. 主要用于实际的渲染操作，大部分存在于 RenderFeature 和 ScriptableRenderer 中。
2. ScriptableRenderer 中包含了 m_ActiveRenderPassQueue 队列，Feature 内的 pass 也通过遍历的形式被添加进 m_ActiveRenderPassQueue
3. 渲染操作遍历 m_ActiveRenderPassQueue 进行渲染状态的操作与渲染
4. 所以 ScriptableRendererFeature 可以实现类似旧管线中的多 pass 渲染

ScriptableRendererFeature

1. ScriptableRendererData 内包含 ScriptableRendererFeature 列表
2. 在生成 ScriptableRenderer 的时候会将 ScriptableRendererData 内的 ScriptableRendererFeature 传递到 ScriptableRenderer 的 m_RendererFeatures 内。
3. 在 ScriptableRenderer 抽象类内，需要调用的地方以遍历的形式进行调用，例如 AddRenderPasses、OnPreCullRenderPasses、Dispose 等
4. ScriptableRendererFeature 的派生类内基本都会包含一个 renderObjectsPass，通过前几步的调用关系，便可以将当前的feature的pass 传递到 Renderer 的渲染过程中。
5. ScriptableRendererFeature 内可以包含各种设置属性，用来设置其内部将要参与渲染的 ScriptableRenderPass

结束

基本结构和相互关系，大致如此，主要的就是先了解四个基类的关系，然后是其派生类

四个大类

然后就是四大类中主要用到的几个类

相关类