Dynamically add RenderPass under URP

1. 如何客製化URP渲染流程
廖峻漢

2. Outline
● 什麼是ScriptableRenderPass?
● URP客製化渲染流程架構
● 如何在URP下加ScriptableRenderPass?
● 如何實作ScriptableRenderPass?
● Shader相關實作
● 動態加Pass架構
● URP與默認渲染管線的一些區別

3. 什麼是ScriptableRenderPass?
用於擴展URP的邏輯渲染通道類，透過執行自定
義的RenderPass來達到客製化渲染流程的目標

4. 常規的渲染流程 畫非透明
畫天空盒
畫透明
由前到後排序，寫入深
度值
檢測深度值，避免
OverDraw
由後到前排序，顯示透
明混合效果

5. URP客製化渲染流程架構
URP渲染流程
…
1. m_RenderOpaqueForwardPass
2. m_DrawSkyboxPass
3. m_RenderTransparentForwardPass
…
4.CustomRenderFeaturs:
for (int i = 0; i < rendererFeatures.Count; ++i)
…
rendererFeatures[i].AddRenderPasses(this, ref
renderingData);

6. 如何在URP下加ScriptableRenderPass?
1. 實作RenderFeature
2. 覆寫AddRenderPasses function(EnQueuePass)

7. 如何實作ScriptableRenderPass?
1. 決定RenderEvent
2. 定義ProfilingSampler
3. 覆寫Execute function
4. 相關CommandBuffer實作
5. FilteringSetting（非必要，涉及畫物件才會用到）
6. ShaderTagID（非必要，涉及畫物件才會用到）
7. 覆寫Configure function（非必要，涉及建立或設定渲染畫布-
RenderTarget才會使用）
8. 覆寫OnCameraCleanup（非必要，涉及釋放RenderTarget才會使用）

8. 以DrawOutlinePass為例

9. 決定RenderEvent
enum RenderEvent
{
BeforeRenderingShadows = 50,
AfterRenderingShadows = 100,
//…
BeforeRenderingOpaques = 250,
AfterRenderingOpaques = 300,
BeforeRenderingSkybox = 350,
AfterRenderingSkybox = 400,
BeforeRenderingTransparents = 450,
AfterRenderingTransparents = 500,
//…
}
public DrawOutLinePass()
{
renderPassEvent =
RenderPassEvent.Bef
oreRenderingOpaques;
…
}

10. 設定FilteringSetting
public DrawOutLinePass()
{
…
m_filteringSettings = new
FilteringSettings(RenderQueueRange.opa
que, ~0);
…
}

11. ShaderTagId
public DrawOutLinePass()
{
…
m_shaderTagId = new
ShaderTagId("OutLine");
…
}

12. public DrawOutLinePass()
{
…
m_profilingSampler = new ProfilingSampler(m_profilerTag);
}

13. 覆寫Execute function及CommandBuffer實作
public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
{
CommandBuffer command = CommandBufferPool.Get(m_profilerTag);
using (new ProfilingScope(command, m_profilingSampler))
{
context.ExecuteCommandBuffer(command);//這裡要先執行一下，否則不會有記錄
command.Clear();//需要清除，否則會積命令
var sortFlags = renderingData.cameraData.defaultOpaqueSortFlags;
var drawSettings = CreateDrawingSettings(m_shaderTagId, ref renderingData, sortFlags);
context.DrawRenderers(renderingData.cullResults, ref drawSettings, ref m_filteringSettings);
}
context.ExecuteCommandBuffer(command);//其實這裡是不需要執行的，沒命令
CommandBufferPool.Release(command);//釋放命令
}

14. Shader相關實作-TestOutline.Shader
Shader "TestOutline"
{
SubShader
{
…
Pass
{
…
}
Pass
{
…
Tags{"LightMode" = "OutLine"}
Cull front
…
#include "TestOutlineImpl.hlsl"
…
}
}
}

15. Shader相關實作-TestOutlineImpl.hlsl
VertexOutput VertexProgram(VertexInput input)
{
VertexOutput output = (VertexOutput)0;
real3 normal = normalize(input.normalOS);
float3 positionOS = input.positionOS.xyz;
positionOS += normal * 0.03;//0.03為輪廓的粗細
output.positionCS = TransformObjectToHClip(positionOS);
return output;
}

16. 動態加Pass架構-常規RenderFeature資料驅動的做法

17. 動態加Pass架構-常規RenderFeature資料驅動的問題
O 戰爭迷霧效果
O 高光效果
X 鏡頭前雨滴效果後處理
X 見血效果
O 投射雲陰影效果

18. 動態加Pass架構-相關實作
class DynamicAddPassFeature : ScriptableRendererFeature{
…
public override void AddRenderPasses(…)
{
var element = ms_addPassInterfaces.GetEnumerator();
while (element.MoveNext())
element.Current.OnAddPass(renderer, ref renderingData);
element.Dispose();
}
private static LinkedList<IAddPassInterface> ms_addPassInterfaces =
new LinkedList<IAddPassInterface>();

19. 動態加Pass架構-相關介面
public interface IAddPassInterface {
void OnAddPass(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData
renderingData);
};
public static bool AppendAddPassInterfaces(IAddPassInterface theInterface)
{
…
}
public static bool RemoveAddPassInterfaces(IAddPassInterface theInterface)
{
…
}

20. URP與默認管線的一些區別
● 不支持GrabPass
● URP支持RenderScale
● URP不支持Auto MultiPass
● 兩者都支持ShadowCaster

21. 相關Github連結
DynamicAddPassFeature

22. 謝謝大家