原文 : https://catlikecoding.com/unity/tutorials/custom-srp/custom-render-pipeline/

强烈建议对照原文看，我很有可能会翻译出问题，而且原文的代码会比这边更清楚（更改的地方有高亮）
文中的连接都是原文的连接, 还没翻译, 翻译后可能会换成翻译后的连接.
本文翻译未经作者允许(没问), 我水平非常有限, 也是刚开始学, 就边学边翻译了.

文中不重要的部分就直接用机器翻译了, 拿不准的地方会附上原文(我的英文水平很差)

自定义渲染管线

• 创建 render pipeline asset 和 render pipeline。
• 渲染相机的视图。
• 执行剔除，过滤和排序。
• 对不透明, 透明, 无效 的pass进行分离 。
• 多个相机的处理。

这是关于创建自定义可编程渲染管道系列教程的第一部分。 它涵盖了最初创建的最基础的渲染管线，我们会在后面的教程中对其进行扩展.

本系列假设您至少学习过对象管理系列教程和网格生成教程

本教程使用Unity 2019.2.6f1制作。

关于其他SRP系列(机翻)
作者还有另一个教程系列，涉及可脚本化的渲染管道，但其中使用了实验性SRP API，该API仅适用于Unity 2018.该系列适用于Unity 2019及更高版本。 本系列文章采用了一种不同的，更现代的方法，但是将涵盖许多相同的主题。 如果您不想等到这个系列赶上了它，那么完成2018年系列仍然很有用。

新的渲染管线

无论要渲染任何物体，Unity必须决定在什么地方、什么时候、用什么设置绘制什么形状。在渲染的效果很多的时候，这可能会非常复杂。光线、阴影、透明度、图像效果、体积效果等等都必须按照正确的顺序处理才能得到最终的图像。这就是渲染管道的作用。
在过去，Unity只支持一些内置的渲染方式。Unity 2018引入了可编程渲染管线（简写为RP），这使得我们可以做任何我们想做的事情，同时仍然能够依靠Unity来完成一些基本的步骤，比如剔除。Unity 2018还添加了两个使用这种新方法制作的实验性RP：轻量级RP（Lightweight RP）和高清晰度RP（High Definition RP）。在Unity 2019年，轻量级RP不再处于实验阶段，并在Unity 2019.3中被重新命名为通用RP（ Universal RP）
通用RP注定会取代作为缺省值的当前旧RP。通用RP可以适配各种情况，而且非常容易扩展。本系列将从头创建整个RP，而不是修改该RP。

项目设置

在Unity 2019.2.6或更高版本中创建新的3D项目。 我们将创建自己的管道，因此不要选择RP项目模板之一。打开项目后，您可以转到程序包管理器（package manager）并删除所有不需要的包。 在本教程中，我们将仅使用Unity UI包来绘制UI，因此可以把这个包留下来。
我们将只使用线性颜色空间，但Unity 2019.2仍然使用gamma空间作为默认值。通过 Edit -> Project Settings -> Player -> Other Settings -> Color Space 设为 Linear。

原图
在默认场景中放一些物体，材质在下面三种中随便挑选：mix of standard 、unlit opaque 、transparent。 Unlit/Transparent的着色器只对纹理有效，所以这里给出了一个UV球体贴图。

我在测试场景中放了几个立方体，它们都是不透明的。 红色的与 Standard 着色器一起使用，绿色和黄色的与 Unlit/Color 着色器一起使用。 蓝色球体使用 Standard 材质球，“渲染模式”（Rendering Mode）设置为“透明（Transparent）”，而白色球体使用 Unlit/Transparent 着色器。

原图

本节做了：

1. 建立新项目，用默认的模板（3D）即可
2. 删除 无用的包，最好保留UGUI
3. 颜色空间 设为 线性
4. 建立测试场景，用如下材质：
   • Standard
   • Standard (Transparent)
   • Unlit/Color
   • Unlit/Transparent

渲染管线资产

当前，Unity使用默认渲染管线。 要用自定义渲染管线替换，我们首先必须创建一个对应的资产类型。我们将使用与Unity通用RP大致相同的文件夹结构。创建 Custom RP 文件夹，并在其下面创建 Runtime 子文件夹。创建一个新的c#脚本，名为 CustomRenderPipelineAsset。

原图
RP资产需要继承在命名空间 UnityEngine.Rendering 中的 RenderPipelineAsset 类

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class CustomRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset {}

RP资产的主要目的是让Unity获得一个负责渲染的RP实例。资产本身只是一个句柄和存储设置的地方。我们还没有任何设置，所以我们所要做的就是给Unity一个方法来获得我们的管道对象实例，这是通过重写抽象方法 CreatePipeline 完成的。该方法返回一个 RenderPipeline 实例。但是我们还没有定义自定义的RP类型，所以先返回null。
CreatePipeline 方法是使用protected访问修饰符定义的，这意味着只有定义该方法的类（即RenderPipelineAsset）及其扩展类才能访问它。

	protected override RenderPipeline CreatePipeline () {return null;}

现在，我们想在菜单中创建这个资产。 为此，请将CreateAssetMenu特性添加到 CustomRenderPipelineAsset 上。

[CreateAssetMenu]
public class CustomRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset { … }

这将在“Asset / Create”菜单中放置一个条目。 让我们保持整洁并将其放在“Rendering”子菜单中。 通过将属性的menuName属性设置为Rendering / Custom Render Pipeline，可以做到这一点。 可以在属性类型之后直接在圆括号中设置此属性。

[CreateAssetMenu(menuName = "Rendering/Custom Render Pipeline")]
public class CustomRenderPipelineAsset : RenderPipelineAsset { … }

用我们刚刚的新菜单项创建资产， 然到 Graphics 项目设置中，然后把资产放到 Scriptable Render Pipeline Settings 选项中。

原图
替换默认RP改变了几件事。 首先，Graphcis面板中少了很多选项。 其次，我们禁用了默认RP而不提供有效的替换，因此不再呈现任何内容。 游戏窗口，场景窗口和材质预览不再起作用。 如果您通过“窗口” /“分析” /“框架调试器”打开框架调试器并启用它，您将看到在游戏窗口中确实没有绘制任何内容

本节做了：

1. 建立如图文件夹结构（应该不是必须的），建立 CustomRenderPipelineAsset 类
2. 继承 RenderPipelineAsset
3. 重写 CreatePipeline，先返回null
4. 将 CustomRenderPipelineAsset 添加到菜单项
5. 用菜单项创建 CustomRenderPipelineAsset 实例
6. 将该实例设置到 Scriptable Render Pipeline Settings 项（在Project Setting 的Graphics中）

渲染管线实例

创建一个CustomRenderPipeline类，将其与CustomRenderPipelineAsset放在同一个文件夹中。这个类型将作为前面RP资产所返回的类型，因此必须继承RenderPipeline

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class CustomRenderPipeline : RenderPipeline {}

RenderPipeline定义了一个受保护的抽象方法Render，我们必须重写这个方法来创建一个真正的渲染管线。Render会接收两个参数：ScriptableRenderContext和Camera数组。我们先让这个方法是空着的。

	protected override void Render (ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras) {}

现在改变前面的CustomRenderPipelineAsset.CreatePipeline方法，返回一个CustomRenderPipeline实例。这个样我们就有了一个有效的最最基础的渲染管线，虽然它没有渲染任何东西。

	protected override RenderPipeline CreatePipeline () {return new CustomRenderPipeline();}

本节做了：

1. 新建类 CustomRenderPipeline
2. 继承 RenderPipeline
3. 重写 Render
4. 修改 CustomRenderPipelineAsset.CreatePipeline 返回 CustomRenderPipeline的实例

渲染

Unity在每帧都会调用RP实例上的Render函数。通过传入一个环境结构体变量来与本地引擎进行交流，我们可以用这个变量来进行渲染。还会传入一个组相机，因为场景中可能会有多个相机被激活了。RP的职责是要按照确定的顺序将这些相机渲染出来。

相机渲染器（Camera Renderer）

每个摄像机都是独立渲染的。因此，我们将把这个责任转交给专门渲染一个摄像机的新类，而不是用CustomRenderPipeline来渲染所有的摄像机。将新类命名为CameraRenderer，并给它一个带有环境和摄像机参数的公有函数Render。为了方便起见，让我们将这些参数存储在字段中。

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public class CameraRenderer {ScriptableRenderContext context;Camera camera;public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;}
}

让CustomRenderPipeline创建一个渲染器实例，然后循环使用它来渲染所有的相机。

	CameraRenderer renderer = new CameraRenderer();protected override void Render (ScriptableRenderContext context, Camera[] cameras) {foreach (Camera camera in cameras) {renderer.Render(context, camera);}}

我们的相机渲染器大致相当于通用RP的脚本渲染器。这种方法对于每个摄像机用不同的渲染方法时会很方便，例如一个用第一人称视图和另一个用3D地图叠加(3D map overlay)，或者一个用前向渲染，一个用延迟渲染。但是现在我们将用同样的方式渲染所有的相机。

本节做了：

1. 创建 CameraRenderer类
2. 其带有一个 公有的Render函数，接收ScriptableRenderContext 和 Camera作为参数
3. 将这两个参数存储到私有字段中
4. 在CustomRenderPipeline.Render中创建一个实例，对每个相机循环调用这个实例的Render函数来将渲染任务分派出去。

绘制天空盒

CameraRenderer.Render的职责是绘制相机可以看到的所有几何图形。用一个单独的DrawVisibleGeometry方法来分离那个特定的任务，这样更清晰。我们首先让它绘制默认的skybox，这可以通过在context（前文的环境，后面都用context）上以摄像机作为参数调用DrawSkybox来完成。

	public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;DrawVisibleGeometry();}void DrawVisibleGeometry () {context.DrawSkybox(camera);}

天空盒并没有出现。 这是因为我们对上下文发出的命令是实际上只是被缓存下来了，并没有直接被执行。 我们必须通过在context上调用Submit来执行所有被缓存下来的工作。 让我们在单独的Submit方法中执行此操作，此方法在DrawVisibleGeometry之后调用。

	public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;DrawVisibleGeometry();Submit();}void Submit () {context.Submit();}

现在skybox就出现了，无论是在Scene还是在Game窗口。当你运行游戏的时候，您还可以在frame debugger中看到它的条目。它被列为Camera.RenderSkybox，在它下面有一个Draw Mesh条目，它代表了实际的 draw call。这对应于Game窗口的渲染信息。框架调试器不会报告在其他窗口（如Scene窗口）中的渲染信息。

原图

原图
注意，当前相机的方向不会影响skybox的渲染。我们将相机传递给DrawSkybox，但这只是通过相机的clear flags来控制是否应该绘制skybox。
为了正确渲染天空盒以及整个场景，我们必须设置变换矩阵（view-projection matrix）。 这个矩阵将摄像机的位置和方向（视图矩阵view matrix）与摄像机的透视或正投影（投影矩阵projection matrix）结合在一起（即投影*视图）。 在着色器中称为unity_MatrixVP，这是编写shader时是用到的属性之一。 选择一个draw call后，可以在frame debugger的ShaderProperties部分中检查此矩阵。
现在，unity_MatrixVP矩阵总是相同的。我们需要通过SetupCameraProperties方法，将摄像机的属性应用到context。这样就配置了矩阵以及其他一些属性。在调用DrawVisibleGeometry之前，声明一个新方法Setup执行此操作。

	public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;Setup();DrawVisibleGeometry();Submit();}void Setup () {context.SetupCameraProperties(camera);}

原图

本节做了：

1. 通过context.DrawSkybox(camera)绘制天空盒
2. 通过context.Submit 提交操作
3. 通过 context.SetupCameraProperties(camera) 配置context的信息

命令缓冲

context会将渲染延迟，直到我们提交它。在此之前，我们对其进行配置并向其添加命令。一些任务，如绘制skybox，可以通过特定的方法直接发出命令，但其他命令必须通过单独的命令缓冲区对象发出。我们需要用缓冲区来绘制场景中的其他几何体。
为了获得缓冲区，我们必须创建一个新的CommandBuffer实例。我们只需要一个缓冲区，所以默认情况下只为CameraRenderer创建一个缓冲区，并在字段中存储对它的引用。还要给缓冲区起一个名字，这样我们就可以在frame debugger中识别它。叫做 “Render Camera” 就可以。

	const string bufferName = "Render Camera";CommandBuffer buffer = new CommandBuffer {name = bufferName};

我们可以使用命令缓冲区注入profiler的采样，这些采样将同时显示在profiler和frame debugger中。 这是通过在适当的位置调用BeginSample和EndSample来完成的，在本例中，这是在Setup和Submit的开头。 两种方法都必须提供相同的名称，我们可以直接用缓冲区的名称。

	void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);context.SetupCameraProperties(camera);}void Submit () {buffer.EndSample(bufferName);context.Submit();}

要执行缓冲区，请以缓冲区为参数在context上调用ExecuteCommandBuffer。 这会把命令从缓冲区复制而不是弹出（复制后删除）到context中。如果要重置缓冲区，我们必须在之后明确地执行该操作。 因为执行和清除总是一起完成的，所以写一个同时执行这两步操作的方法会很方便。

	void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);ExecuteBuffer();context.SetupCameraProperties(camera);}void Submit () {buffer.EndSample(bufferName);ExecuteBuffer();context.Submit();}void ExecuteBuffer () {context.ExecuteCommandBuffer(buffer);buffer.Clear();}

现在 Camera.RenderSkyBox 采样就在 Render Camera 采样之内了。

原图
本节做了：

1. 创建 CommandBuffer 对象，并为其起名字
2. 通过 该对象的BeginSample与EndSample方法 进行采样，并设置采样的名字（这里设为与该对象相同的名字）
3. 通过 context.ExecuteCommandBuffer 执行该对象中缓冲的操作
4. 通过 该对象的Clear方法清空对象中的操作。

清理渲染目标

无论我们绘制什么，最终都会将图像绘制到相机的渲染目标中，默认情况下，渲染目标是帧缓冲区（译者的理解：大概就是指显卡里的帧缓冲区，发送给显示器的那片内存），但也可以是渲染纹理（render texture）。 渲染目标中的东西不会被自动清除，这可能会干扰我们本次渲染的图像。 为了保证正确的渲染，我们必须清理渲染目标。 这是通过调用命令缓冲区中的ClearRenderTarget方法来完成的，这一步在Setup方法中执行。

void Setup () {buffer.BeginSample(bufferName);buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);ExecuteBuffer();context.SetupCameraProperties(camera);}

原图
现在，frame debugger将显示“Draw GL”条目以进行清除操作，该条目嵌套另一个“Render Camera”中。 发生这种情况是因为ClearRenderTarget自动使用命令缓冲区的名称将清除内容包装在一个采样中。在开始我们自己的样本之前，清理渲染目标，就可以消除多余的嵌套。 实际上会产生两个相邻的“Render Camera”区域，而这会被自动合并为一个。

	void Setup () {buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);buffer.BeginSample(bufferName);//buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);ExecuteBuffer();context.SetupCameraProperties(camera);}

“Draw GL”条目代表使用“Hidden/InternalClear”着色器绘制全屏四边形并写入渲染目标，这不是清除目标的最有效方法。 之所以使用这种方法，是因为我们在设置相机属性之前，就先进行了清除。 如果我们交换这两个步骤的顺序，则可以更快速清除。

	void Setup () {context.SetupCameraProperties(camera);buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear);buffer.BeginSample(bufferName);ExecuteBuffer();//context.SetupCameraProperties(camera);}

现在我们看到“Clear (color+Z+stencil)”，这表示颜色和深度缓冲区都被清除。？？？（最后一句我没看明白，原文如下 Z represents the depth buffer and the stencil data is part the same buffer. 不过这应该不影响主题）。

本节做了：

1. 用buffer.ClearRenderTarget(true, true, Color.clear)清理渲染目标
2. 调整到正确的顺序

剔除

我们现在只能看到skybox，而无法看到放入场景中的任何物体。我们不会绘制每一个对象，而是只渲染那些对摄像机可见的对象。我们从场景中所有带有 renderer 组件的对象中，剔除掉那些落在摄像机视锥体之外的对象。
找出可以剔除的内容需要我们跟踪多个相机设置和矩阵，为此我们可以使用ScriptableCullingParameters结构体。 除了手动为这个结构体中的字段赋值，我们还可以在相机上调用TryGetCullingParameters。 它返回一个bool值，表示取值是否成功，因为一些退化的相机设置可能会失败。 为了得到真正需要的数据，我们需要一个输出参数。 我们在返回成功或失败的新方法Cull中执行此操作。

	bool Cull () {ScriptableCullingParameters pif (camera.TryGetCullingParameters(out p)) {return true;}return false;}

当变量作为输出参数时，可以内联变量声明：

	bool Cull () {//ScriptableCullingParameters pif (camera.TryGetCullingParameters(out ScriptableCullingParameters p)) {return true;}return false;}

在Render中的Setup之前调用Cull，如果失败则中止。

	public void Render (ScriptableRenderContext context, Camera camera) {this.context = context;this.camera = camera;if (!Cull()) {return;}Setup();DrawVisibleGeometry();Submit();}

实际的剔除是通过调用context的Cull来完成的，这会生成CullingResults结构体变量。 如果成功，请在Cull中执行此操作，然后将结果存储在字段中。(删掉了c#语法相关的解释）

	CullingResults cullingResults;…bool Cull () {if (camera.TryGetCullingParameters(out ScriptableCullingParameters p)) {cullingResults = context.Cull(ref p);return true;}return false;}

绘制几何体

一旦我们知道了那些物体是可以看到的，就可以继续渲染这些东西。 这是通过在context上调用DrawRenderers完成的，并以剔除结果作为参数，这会告诉它需要绘制哪些renderer。 除此之外，我们必须提供绘图设置和过滤设置。 两者都是结构体DrawingSettings和FilteringSettings，我们将先用它们的默认构造函数。 两者都必须通过引用传递。在DrawVisibleGeometry中绘制天空盒之前执行此操作。

	void DrawVisibleGeometry () {var drawingSettings = new DrawingSettings();var filteringSettings = new FilteringSettings();context.DrawRenderers(cullingResults, ref drawingSettings, ref filteringSettings);context.DrawSkybox(camera);}

我们还没有看到任何东西，因为我们还必须指出允许使用哪种着色器。 由于在本教程中我们仅支持Unlit着色器，因此我们必须获取“SRPDefaultUnlit”的着色器标签ID，我们可以将其缓存在静态字段中。

	static ShaderTagId unlitShaderTagId = new ShaderTagId("SRPDefaultUnlit");

（未完待续。。。）