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Unity 内置渲染管线转URP

时间：2021-10-18 09:25:11

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Unity 内置渲染管线转URP

一、CG 替换 HLSL

未使用光照计算的shader升级后不做修改仍然可以使用，但是可能会不兼容SRP Batcher，所以仍然需要修改，使用了光照计算的shader必须要修改。

SubShader的Tags中增加 “RenderPipeline”="UniversalPipeline"声明

要保证多pass物体正确绘制，需要确保有个pass打上UniversalForward的tag，其余pass有SRPDefaultUnlit的tag也行，没有也行。

HLSLPROGRAM 替换 CGPROGRAM
HLSLINCLUDE 替换 INCLUDE
ENDHLSL 替换 ENDCG

fixed替换为：half或者float

FallBack

FallBack “Hidden/Universal Render Pipeline/FallbackError”

LightMode

"LightMode" 要改为URP支持的模式，比如 "LightMode" = "Forward" 替换为 "LightMode" = "UniversalForward"其他常用URP的mode类型："LightMode" = "Universal2D""LightMode" = "Meta""LightMode" = "DepthOnly""LightMode" = "ShadowCaster"

使用URP ShaderLibrary引用Core.hlsl替换内置渲染管线中的UnityCG.cginc

#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl" 替换 #include "UnityCG.cginc"

其他库类似：

#include "Lighting.HLSLinc"替换为：#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/Shaders/LitInput.hlsl"#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/Shaders/LitForwardPass.hlsl"阴影：#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/Shaders/ShadowCasterPass.hlsl"

内置结构体、内置函数和矩阵

appdata_full 这种结构体不能用了，如何一一替换我就不举例了
内置函数和矩阵需要查阅Packages/Universal RP/ShaderLibrary/UnityInput
内置结构体、函数需要查阅
Packages/Universal RP/ShaderLibrary/Input
Packages/Universal RP/ShaderLibrary/Core

使用 TransformObjectToHClip 替换 UnityObjectToClipPos

或者改成如下写法：

Varyings vert(Attributes IN) {Varyings OUT;VertexPositionInputs positionInputs = GetVertexPositionInputs(IN.positionOS.xyz);OUT.positionCS = positionInputs.positionCS;// Or this ://OUT.positionCS = TransformObjectToHClip(IN.positionOS.xyz);OUT.uv = TRANSFORM_TEX(IN.uv, _BaseMap);OUT.color = IN.color;return OUT;}

GetVertexPositionInputs计算不同坐标系中的位置，结果包含世界坐标系坐标，观察坐标系坐标，裁剪坐标系坐标，标准设备坐标系坐标，未使用到的坐标不会被包含到编译出的shader中，所以不会有额外的不必要的计算量。TRANSFORM_TEX 在内置渲染管线和URP中都可以用。GetVertexNormalInputs 可以将法线和切线从对象坐标系变换到世界坐标系。也可以用 TransformObjectToWorldNormal(IN.normalOS) 代替。

VertexNormalInputs normalInputs = GetVertexNormalInputs(IN.normalOS, IN.tangentOS);

在URP中纹理和采样器的定义改成如下写法：

// 将_BaseMap声明为Texture2D对象TEXTURE2D(_MainTex);// 将_BaseMap声明为Texture2D对象SAMPLER(sampler_MainTex);float4 frag (v2f i) : SV_Target{float4 col = SAMPLE_TEXTURE2D(_BaseMap,sampler_BaseMap, i.texcoord);return col;}

区分 multi_compile 和 shader_feature，剥离不需要的编译选项，减少shader变体。

/p/77043332

/p/8750704a2f4c

URP不支持表面着色器，URP ShaderLibrary 中处理光照计算的函数在 Lighting.hlsl中，该文件需要手动include。

//这些编译指令用于接收阴影#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE#pragma multi_compile _ _SHADOWS_SOFT#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"

当使用Lighting.hlsl支持光照和阴影，应该添加下面的编译选项，如果没有定义，ShaderLibrary会跳过一些计算。

// Main Light Shadows#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE// Additional Lights & Shadows#pragma multi_compile _ _ADDITIONAL_LIGHTS_VERTEX _ADDITIONAL_LIGHTS#pragma multi_compile _ _ADDITIONAL_LIGHT_SHADOWS// Soft Shadows#pragma multi_compile _ _SHADOWS_SOFT// Other (Mixed lighting, baked lightmaps, fog)#pragma multi_compile _ _MIXED_LIGHTING_SUBTRACTIVE#pragma multi_compile _ DIRLIGHTMAP_COMBINED#pragma multi_compile _ LIGHTMAP_ON#pragma multi_compile_fog// Supporting shadows will also require passing a positionWS, // and shadowCoord into the fragment shader, again you'll have // to see the Lighting sections for actual examples.

接受投影：

#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADEfloat4 frag (v2f i) : SV_Target{float4 shadowCoords = TransformWorldToShadowCoord(i.worldPos);Light mainLight = GetMainLight(shadowCoords);//阴影实时遮挡half shadow = mainLight.shadowAttenuation;return shadow;}

被投影：

//新加一个passUsePass "Universal Render Pipeline/Lit/ShadowCaster"

为了处理雾，使用ComputeFogFactor 和 MixFog 函数。

#pragma multi_compile_fogstruct Varyings {...half fogFactor : TEXCOORD5;// or whatever unused texcoord// if none are unused pack it together with a half3 or something}...// In the vertex shader :half fogFactor = ComputeFogFactor(positionInputs.positionCS.z);// In the fragment, just before returning the color :color.rgb = MixFog(color.rgb, IN.fogFactor);

二、多Pass问题：

在URP中是使用的single-pass前向渲染，也就是单Pass。

转URP的时候我们会发现以前多Pass的shader会异常，只会渲染第一个Pass。

如果我们确实需要多Pass怎么办？

我们可以通过设置第一个Pass的LightMode为：UniversalForward就行了。

例如：

Shader "lcl/Shader" {Properties {_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)_MainTex("Albedo", 2D) = "white" {}} SubShader {LOD 100Lighting OffPass{Tags {"LightMode"="UniversalForward"}...}Pass {Tags {"LightMode"="SRPDefaultUnlit"}...}}

但是不推荐多Pass渲染，因为会打断 SRP Batcher，使DrawCall增加。（当然如果没使用SRP Batcher则不影响）

具体什么是SRP Batcher可以参考这里

/p/165574008

/p/165388825

·如果确实需要可以通过RendererFeatures实现多Pass效果

三、兼容SRP Batcher：

首先需要勾选 SRP Batcher。

shader代码修改：

Shader中所有的内置属性例如unity_ObjectToWorld，unity_SHAr等，都要在一个名为UnityPerDraw的CBUFFER中声明;

所有的Material属性都要在一个名为UnityPerMaterial的CBUFFER中声明。

CBUFFER_START(UnityPerMaterial)//PropertiesCBUFFER_ENDCBUFFER_START(UnityPerDraw)float4x4 unity_ObjectToWorld;CBUFFER_END

例如：

Properties{_Color1 ("Color 1", Color) = (1,1,1,1)_Color2 ("Color 2", Color) = (1,1,1,1)}//原本的写法//float4 _Color1;//float4 _Color2;//兼容SRP Batcher的写法CBUFFER_START(UnityPerMaterial)float4 _Color1;float4 _Color2;CBUFFER_ENDCBUFFER_START(UnityPerDraw)float4x4 unity_ObjectToWorld;CBUFFER_END

如果shader报错：Shader error in ‘Unlit/SampleUnlit’: redefinition of ‘unity_ObjectToWorld’，重复定义，如果自己的shader代码里面没有，那么就是引入了其他的库文件里面包含了该变量。

最后，我们看Shader的面板，如果出现了类似的提示：

则表示该属性未包含在 CBUFFER_START(UnityPerMaterial) 里面。

注意：如果Shader使用了多Pass渲染，则会打断 SRP Batcher。