1. 渲染流水线
三大块:应用阶段,几何阶段,光栅化阶段
渲染图元 顶点信息
GPU流水线
顶点数据=>
顶点着色器;曲面细分着色器;几何着色器;裁剪;屏幕映射=>
片元着色器;逐片元操作=>
屏幕图像
裁剪:可配置的,摄像机属性
不可编程,可以配置)
为了优化,Unity的Ztest是在片元着色器之前;
值为负数,丢弃像素信息 discard)函数,会关闭提前测试,导致需要处理的片元增加
2. 数学
坐标系,它既能够用来明确区分向量和点，同时也更易用于进行仿射（线性）几何变换。
平移,没有位置的概念
点 为 x,y,z,1 可以平移,有位置的概念
点乘的几何意义是投影, |a||b|cos夹角
叉乘的几何意义是找和两个向量都垂直的新向量,计算公式是斜着一个一个乘起来
法线的坐标变换是比较特殊的,在非统一缩放时会出问题,U3D封装了接口 XXXXNormal
3. 标准光照模型
4个部分构成:自发光(emissive),高光(specular),漫反射(diffuse),环境光(ambient)
入射光的方向和反射点处表面法向夹角的余弦成正比。
半兰伯特 0.5*(法线 点乘 光)+0.5
反射光线和视线的夹角a相关
视线V和光线L的角平分线方向 H = (L + V) / | L+V |)
渲染队列
背景 1000
几何体 2000 透明度测试 2450
透明图混合(半透) 3000
延后 4000
Unity渲染路径
颜色,深度,模板
每个pass逐像素的计算一个光照的影响
分两种pass: ForwardBase(1个) ForwardAdd(n个)
漫反射颜色,高光颜色,平滑度,法线,自发光,深度等信息
两个Pass:第一个写入缓冲,不进行任何光照计算;第二个pass利用Gbuffer中的信息计算光照
阴影
Shadow Map:把摄像机放在和光源重合的位置,光源的阴影就是摄像机看不到的地方
投射 使用LightMode中标签为ShadowCaster的Pass渲染到阴影映射纹理(深度纹理)中
接收 采样阴影纹理,与原本的颜色相乘
SHADOW_COORDS v2f的结构体中声明阴影纹理坐标
TRANSFER_SHADOW vert中计算纹理坐标,把模型空间转到阴影空间,再到纹理坐标空间
SHADOW_ATTENUATION frag中取阴影纹理信息
这些宏使用有别的变量的命名限制
透明度剔除的可以投射阴影,半透明的不行(渲染顺序问题,会变得很复杂)
CubeMap:做反射,折射,菲涅尔反射(模型边界处反射)
Texture2D 可以用代码生成,改动,给材质使用
程序材质 sbsar 后缀名,用Substance Designer在Unity外部生成的
动画:uv动画,顶点位置动画, 就是用时间为参数改uv,顶点位置,顶点法向量什么的
批处理可能会破在模型空间计算的顶点动画效果, 可以用 DisableBatching 标签关闭
投射阴影不能用默认的Pass
屏幕后处理,OnRenderImage函数,用材质球算一次
边缘检测: 用边缘检测算子对图形进行卷积 算子类似 1,0,-1分别检测x和y轴 再取绝对值相加,大的就是边界
高斯模糊: 多次卷积,卷积结果就是像素的值,算子类似 0.05,0.25,0.4,0.25,0.05
Bloom: 高光扩散效果,提取高亮区域,对高亮区域做高斯模糊(需要一个新的RenderTexture),和原图混合
运动模糊: 保存上一帧的渲染结果,叠加到当前帧中或是用深度纹理重建速度来模拟运动模糊
Unity和图像处理类 Graphics类中常用函数
public static void Blit(Texture source, RenderTexture dest); //屏幕后处理用的
public static void DrawMeshInstanced(Mesh mesh, int submeshIndex, Material material, Matrix4x4[] matrices); //GPU批次绘制Mesh
其他函数
Camera.RenderWithShader(Shader shader, string replacementTag) //该摄像机用某一shader绘制
深度纹理和法线纹理
延迟渲染会自动生成,前向会用着色器替换技术选择渲染队列小于2500的物体生成
深度纹理会直接读取深度缓存,法线贴图需要额外生成
使用噪声
消融,水面抖动等等
动态合批:
顶点属性总之小于900,相同模型材质,Shader支持合批
静态合批
勾上Batching Static就行了,也要求使用相同材质,会使得内存变大,静态合批之后不能再移动,变成一个大的mesh
shader LOD
shader的LOD值大于设定值后将不会被渲染
Shader.maximumLOD 设定,Diffuse为200
surface shader:
表面函数,光照函数,顶点函数,最终颜色修改函数
可以很方便的处理光照
