【UE官方培训】UE渲染管线介绍

【[官方培训]01-实时渲染基础上 | 陈拓 Epic】 https://www.bilibili.com/video/BV1Tt4y1H7kQ/?share_source=copy_web&vd_source=5d07d04eb2516df147034367e7af6fd2

渲染前准备

会有多个线程在跑，游戏线程、渲染线程和GPU线程，这样流水线的走，如果比较理想，就是稳定30帧

距离

距离阈值(Desired Max draw distance)

如果不想对每一个物体都设置这个距离，可以用Cull Distance Volume，包围的东西都会应用culling，可以设置size和distance，是一个数组，比如0-500size的东西应用一个culling，500-10000的又应用一个culling

如果想某些不被剔除可以用Never distance Cull，或者勾掉那个volume

视锥

这个很好理解，也就是在相机里面才会渲染

可以用FreezeRendering来跳出观察

ToggleDebugCamera

预计算可见性

Precomputed Visibility Volume

然后得编译一下，Compile->Precompute Static Visibility

要用这个得在Setting里面开启Precompute Visibility

遮挡剔除

几何体渲染

通过以上的步骤，可以拿到该被渲染的物体列表，但是如果直接渲染，会造成一些像素重复绘制，所以需要找出哪些模型应该先被渲染。

Early Z：GPU驱动会在执行像素着色器前先检查改点深度，提前跳过不符合条件的像素。为了利用这个特性，可以开启Prepass，提前把深度写入buffer里面，可以加快速度。

Drawcall：绘制拥有相同属性的一组多边形。

不同的材质会不同的drawcall（*2是因为有earlyz）

切换材质影响性能开销，GPU渲染时，引擎会根据材质对物体进行排序，相同材质的会在同一个批次里绘制。

stat RHI命令可以查看drawcall数量

drawcall数量比三角形数量更影响性能。

引擎有一些基础的drawcall开销

降低drawcall方法：

模型合并（Merge Actor），但是有副作用：

遮挡检测性能更差（因为合批模型会变大）

计算碰撞性能更差（合并之后更大）

占用更大内存

Modular Meshes

Instanceing（只针对相同模型 ）

Level Of Detail(LOD)和HLOD

降低模型面数

合并模型假如有多个材质还是会多个drawcaal，可以考虑合并材质

调试可以用Render Doc插件，来看详细的DrawCall信息

Shader

VertexShader

1.坐标转换（局部空间->世界空间->投影空间）

2.顶点着色

3.应用世界坐标偏移（WPO）：鸟、水体、飘动的草（顶点动画）

VS并不直接修改模型，只是视觉上的效果，CPU无法察觉VS的修改，所以物理和碰撞都不会发生变化。

动画越复杂、顶点越多性能越慢

对远距离的物体应该禁用顶点动画（反正也看不到）

对高精度的模型应该应用简单的VS

光栅化和G-Buffer

经过这些之后，可以得到每个顶点在屏幕上的坐标

因为硬件问题，计算一个像素还需要计算周边2*2的像素，所以会造成overShading

纹理

因为法向是归一化，所以只需要知道两个就够了

采用mipmap，会让内存变大1.3倍（一直1/4)，但是会清晰很多(远处的物体也能平均取到)

像素着色器和材质

Pixel shader，实现光照、雾这些效果

UE里面会有一个连线的材质器，然后会自动转成不同平台的shader语言嵌入进去

反射

反射捕获

Reflection Capture

cubemap，预先计算，但是不太准确，而且分辨率会影响反射效果

屏幕空间反射

默认开启，准确，有噪点，只会反射能看到的物体（根据G-Buffer算出来的）

平面反射

Planar Reflection

适合需要精确反射的表面（镜子）

其实就是相机换了一个位置，重新渲染了一遍，所以比较损耗性能，但是比较精确。

Lumen

RT Reflection

光照

静态光照

UE里面生成lightmap用lightmass

动态光照

动态阴影

常规动态阴影

以光的视角作为摄像机渲染，能看到的就会被点亮

把需要渲染的物体在光源的矩阵下转换，然后计算深度，如果前面有东西挡住了，就说这里是阴影

级联阴影

因为普通的阴影只有一张map，级联阴影就是分隔了多个视锥，然后叠加

逐对象阴影

固定光源，对每个对象都生成阴影

距离场阴影

Lumen

UE5全新的全局光照，有一些新特性

Color Bleeding：物品本身颜色对周围光照的影响

Soft indirect shadow:间接软阴影，当前帧和前几帧的混合

半透明

延迟渲染难以处理半透明材质，可以考虑在前向渲染管线渲染

后期处理

自带的效果，Post Process Volume（可以设置为无限大）

实时Ray Tracing

性能调试