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打造高清3D虚拟世界|零基础学习Unity HDRP高清渲染管线（第六天）

news 2025/10/25 8:06:22

打造高清3D虚拟世界|零基础学习Unity HDRP高清渲染管线（第六天）

1.前言回顾
2.HDRP配置文件(HDRP Asset)
- HDRP配置方法
- HDRP配置文件创建方法
- HDRP配置文件基本属性
- - Rendering(渲染)
  - - Color Buffer Format（颜色缓冲区格式）
    - Lit Shader Mode（光照着色器模式）
    - Motion Vectors（运动向量）
    - Runtime Debug Display（运行时调试显示）
    - Dithering Cross-fade（抖动交叉淡化）
    - Terrain Holes（地形洞）
    - Transparent Backface / Depth Prepass / Depth Postpass（透明背面/深度预通道/深度后通道）
    - Custom Pass（自定义通道）
    - Custom Buffer Format（自定义缓冲区格式）
    - Realtime Raytracing（实时光线追踪）
    - Lod Bias（LOD 偏差） & Maximum Lod Level（最大LOD级别）
    - Decals（贴花）
    - - Enable（启用）
      - Draw Distance（绘制距离）
      - Atlas Width / Atlas Height（图集宽度/高度）
      - Metal and Ambient Occlusion Properties（金属和环境光遮蔽属性）
      - Maximum Decals on Screen（屏幕上最大贴花数量）
    - Dynamic Resolution（动态分辨率）
    - - Enable（启用）
      - Dynamic Resolution Type（动态分辨率类型）
      - Upscale Filter（放大过滤器）
      - Minimum / Maximum Screen Percentage（最小/最大屏幕百分比）
      - Force Screen Percentage（强制屏幕百分比）
    - Low Res Transparency（低分辨率透明）
    - - Enable（启用）
总结与工作流建议

1.前言回顾

2.HDRP配置文件(HDRP Asset)

HDRP的全称是High Definition Render Pipeline(高清渲染管线)。它是基于Scriptable Render Pipeline(简称SRP，中文翻译为“可编程渲染管线”)实现的一个模板，目前的目标平台是支持Compute Shader的带独立显卡的台式机和家用游戏机，比如PlayStation4和Xbox One。基本上可以把Unity传统的内置渲染管线理解为一个黑盒子，几乎没有什么手段可以控制它的各个渲染阶段。SRP的出现让这一情况完全改变。你甚至可以用SRP创造自己的渲染管线。也就是说，即使Unity提供的渲染管线无法满足我们的渲染需求，也可以使用SRP自定义渲染管线。
当然，SRP的出现也增加了一些额外的设置步骤，这些步骤用于配置你想使用的渲染管线。不过无须担心，设置方法都很简单。下面我们来看一下在各种情况下的设置方法。因为在设置渲染管线时我们要用到ProjectSettings(项目设置)界面，所以先通过菜单Edit→Project Settings…打开项目设置界面。
可以把渲染管线的设置分成以下几种情况。
●使用默认的内置渲染管线
●使用HDRP
●使用URP

HDRP配置方法

如下图所示，Graphics 的Scriptable Render Pipeline Setting 的参数设置了HDRenderPipelineAsset ，说明Unity3d 使用的是HDRP渲染管线，如果为None,则为默认的内置渲染管线。
在这里插入图片描述
这个HDRenderPipelineAsset 配置文件是创建HDRP模板项目时自动创建并关联的，如下图所示，点击可进行查看。

在这里插入图片描述

HDRP配置文件创建方法

如果项目不存在，可以在Project 窗口，右击空白，手动创建一个。
在这里插入图片描述

HDRP配置文件基本属性

Rendering(渲染)
Lighting(光照)
Lighting Quality Setting(光照质量设置)
Material(材质)
Post-processing(后处理)
Post-processing Quality Setting(后处理质量设置)
XR(XR相关设置)

注意：可以创建多个不同配置信息的HDRP的位置文件，以便匹配不同的开发平台，通过手动或者代码动态控制。

Rendering(渲染)

首先来看LitShaderMode 下有三种模式，Forward Only,Deferred Only,Both

Forward Only模式可以提供更多的高级材质，但是相应的性能消耗较大，比如使用的内存通常较大。
Both模式 HDRP会预先生成针对Forward和Deferred两种模式的Lit Shader variants,也就是在运行时针对不同的相机在这两种模式间切换，同样Both模式下内存占用也会更多。

在这里插入图片描述

Color Buffer Format（颜色缓冲区格式）

R11G11B10：默认值。性能好，蓝色通道精度略低。
R16G16B16A16：更高的精度和动态范围，占用更多带宽和内存。

Lit Shader Mode（光照着色器模式）

Forward Only：仅正向渲染。透明度处理更简单。
Deferred Only：仅延迟渲染。HDRP默认模式，能高效处理大量实时光照。

Motion Vectors（运动向量）

控制是否渲染每像素的运动向量数据，为运动模糊和时间性抗锯齿（TAA）提供必需数据。

Runtime Debug Display（运行时调试显示）

启用后，可在游戏运行时通过按键切换不同的渲染调试视图，用于分析和优化。

Dithering Cross-fade（抖动交叉淡化）

使用噪声抖动技术在 LOD 级别之间或物体淡入淡出时进行平滑过渡，避免"突然弹出"现象。

Terrain Holes（地形洞）

启用对地形工具中"洞"功能的支持，用于在地形上挖洞。

Transparent Backface / Depth Prepass / Depth Postpass（透明背面/深度预通道/深度后通道）

这些是用于修正透明物体排序和渲染问题的技术开关。
Backface：渲染透明物体的背面，可用于改善折射效果。
Depth Prepass/Postpass：为透明物体执行额外的深度通道，以解决复杂的深度交互问题（如透明物体间的交错）。通常保持默认即可，除非遇到特定渲染问题。

Custom Pass（自定义通道）

启用自定义渲染通道功能，允许你在HDRP的特定阶段注入自定义的着色器代码，实现全屏特效、物体轮廓等。

Custom Buffer Format（自定义缓冲区格式）

定义自定义通道所使用的渲染纹理格式。

Realtime Raytracing（实时光线追踪）

总开关，用于启用或禁用项目中的所有实时光线追踪效果（如RTGI、RTR、RTAO等）。需要硬件和支持的显卡驱动。

Lod Bias（LOD 偏差） & Maximum Lod Level（最大LOD级别）

Lod Bias：全局调整所有物体的 LOD 切换距离。正值会使引擎更早地使用低细节模型（更节省性能），负值会使引擎更晚切换（更保真）。
Maximum Lod Level：强制所有物体使用的最大LOD级别。设置为 0 表示所有物体都使用最高细节的 LOD0；设置为 1 则表示最多只能使用 LOD1，即使距离再远也不会使用 LOD2 等更低级别。这是强有力的性能控制选项。

Decals（贴花）

贴花是投射到场景表面（如弹孔、血迹、涂鸦）的纹理。

Enable（启用）

全局启用或禁用贴花系统。

Draw Distance（绘制距离）

贴花能够被渲染的最大距离。超过此距离的贴花将不可见。

Atlas Width / Atlas Height（图集宽度/高度）

DRP 使用虚拟图集来高效管理多个贴花。这些属性定义了该虚拟图集的分辨率。分辨率越高，能同时显示的高清贴花越多，但内存占用也越大。

Metal and Ambient Occlusion Properties（金属和环境光遮蔽属性）

控制贴花如何影响底层材质的金属度和环境光遮蔽通道。
选项：如 Scale and Bias 等，用于微调贴花与表面材质属性的混合方式。

Maximum Decals on Screen（屏幕上最大贴花数量）

限制同一帧内能够出现在屏幕上的最大贴花数量。这是关键的性能保护措施，防止因玩家瞬间制造大量贴花而导致性能崩溃。

Dynamic Resolution（动态分辨率）

该功能动态调整渲染分辨率以维持目标帧率。

Enable（启用）

全局启用动态分辨率功能。

Dynamic Resolution Type（动态分辨率类型）

选项：
Software：通过脚本或 HDRP 的 API 动态控制。
Hardware：使用显卡硬件特性（如 DLSS、FSR、TAAU），通常效果更好且性能开销更低。

Upscale Filter（放大过滤器）

选择将低分辨率图像放大到屏幕分辨率时使用的算法。
选项：
Bilinear：最基础、最快的算法，质量一般。
Catmull-Rom：锐利的双三次滤波，质量较好。
Contrast Adaptive Sharpening (CAS)：推荐，在放大时能很好地保持细节和锐度。
Temporal Anti-aliasing (TAAU)：使用时间累积的高质量放大。

Minimum / Maximum Screen Percentage（最小/最大屏幕百分比）

定义动态分辨率可以缩放的范围。
示例：最小 50%，最大 100%。意味着渲染分辨率最低会降到屏幕长宽的 50%（即总像素数的 25%），最高为原生分辨率。

Force Screen Percentage（强制屏幕百分比）

在编辑器中用于覆盖并测试特定分辨率缩放比例下的效果，而无需依赖动态调整逻辑。

Low Res Transparency（低分辨率透明）

Enable（启用）

启用后，半透明物体将被渲染在一个降低分辨率的缓冲区中，然后再上采样到屏幕分辨率。
目的：这是一个纯粹的性能优化选项，可以显著降低渲染复杂半透明物体（如粒子特效、烟雾）的开销。
代价：可能会导致透明物体的边缘出现一些模糊或失真。适用于对性能要求极高，且能接受透明物体质量轻微下降的移动平台或大型战斗场景。

总结与工作流建议

性能瓶颈在GPU
尝试启用 Dynamic Resolution，并设置合理的 Min/Max Screen Percentage。
考虑启用 Low Res Transparency 来处理昂贵的粒子特效。
调整 Lod Bias 和 Maximum Lod Level，让物体更早使用低模。
性能瓶颈在CPU（Draw Call）
确保使用 Deferred Only 模式来处理大量光源。
设置 Maximum Decals on Screen 以防止贴花泛滥。
追求极致画质
使用 R16G16B16A16 颜色格式。
禁用 Low Res Transparency。
使用高质量的 Upscale Filter（如 DLSS/FSR 的质量模式）。
将 Lod Bias 设为负值，并提高 Maximum Lod Level。
开发调试
启用 Runtime Debug Display 来分析和定位渲染问题。