Unity-HDRP-Sense-2

许毅宏

已于 2024-02-05 11:23:57 修改

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分类专栏： ☀️HDRP-So Reality 文章标签： unity 游戏引擎

于 2024-02-05 11:23:20 首次发布

本文链接：https://blog.csdn.net/Asincereman/article/details/136038744

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本文介绍了Unity的HDRP（High Definition Render Pipeline）在实时渲染与离线渲染的区别，并详细讲解了Unity中包括建模、Timeline、Cinemachine、后期特效、Shader Graph和Visual Effect Graph等工具在实时渲染中的应用，展示了Unity在游戏和影视制作中的高效能和便捷性。

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Unity-HDRP-Sense

1.2 离线渲染和实时渲染

在全面介绍HDRP各项功能之前，我们先要了解传统DCC软件的离线渲染（基于CPU或者GPU）和Unity引擎的实时渲染之间的区别。然后通过HDRP模板工程中的实例为大家讲解HDRP的基本组成模块和他们的作用

在传统的DCC软件（Maya、3ds Max、Cinena 4D、Blender、Houdini等）中，你可以非常方便地使用各种工具来创建模型、如展开UV、添加材质贴图。但是，如果你要观看最终的渲染效果，就必须使用渲染（Renderer）来做最终的渲染。而通常离线渲染器渲染一帧的画面（就是一张图片）所需要的时间，按照场景的复杂度所需要电脑的运算力，从几秒到几十小时至上百小时不等。虽然随着GPU不断进步，市面上出现了越来越多的GPU加速渲染器，比较知名的有Redshift、O畅谈Render、V-Ray等。但这只是加快了单帧画面的渲染速度，并不能真正的达到每秒几十帧的实时渲染速度。

虽然在实时渲染引擎中获得的画面质量，还无法与离线渲染的画质相提并论，但是两者的差距在迅速缩小。使用实时渲染引擎可以在Unity编辑器中以每秒几十帧的画面甚至上百帧的速度渲染画面。用户可以在场景中自由移动，改变场景中物体的形状、位置及材质的各项属性，改变材质关联的着色器，改变灯光和环境光的各种属性。种种操作完成以后，整个场景会实时改。这样的创作方式真正实现了场景与创作者想法的同步。创作者不需要任何等待就可以看到最终的渲染结果，真正做到“所见及所得”。

随着Unity工具链的不断发展，Unity也本身开始逐渐具备传统DCC工具的部分功能。下面我们分别介绍一下这些功能。

1.2.1 建模功能

ProBuilder可用于简单的多边形建模（Polygon Modeling），也支持简单的UV展开工作。ProBuilder非常适合用于快速搭建场景关卡，通过这些场景关卡可快速的验证核心玩家无需等待建模人员的最终模型。

PolyBrush可用于初级的数字雕刻操作（类似于Zbrush的功能），如通过笔刷的方式为顶点进行着色等。

此套工具可以在最新版本的Unity中通过Package Manager界面免费获得。

1.2.2 Timeline（非线编工具）

使用Timeline，开发者可以对任何支持的数据（例如动画、音乐音效、镜头切换、后期处理、字幕甚至故事版）进行非线性编辑。Timeline还提供丰富的扩展API接口。如果Timeline不支持某些功能，开发者完全可以使用这些API自行开发这些功能。

1.2.3 Cinemachine

Cinemachine可以生成虚拟拍摄轨道（就像在现场拍摄时铺设真实相机轨道一样），动态智能选取最佳镜头，添加手持摄影机效果等。Cinemachine目前已经成为Unity开发中不可少的摄像机系统。

1.2.4 HD Post Processing Effect (HDRP专用后期特效模块)

Unity位HDRP专门开发了配套的影视后期特效模块，开发者可以快速地以所见即所得的方式使用这些特效，例如景深、动态模糊、高级抗锯齿、晕光等，无需等待传统流程中漫长的渲染过程。

1.2.5 可视化着色器编程工具Shader Graph

用户可以通过自Unity 2018.1版本开始提供的Shader Graph自定义所需的着色器（Shader）。使用Shader Graph无需编程，可以直接通过可视化节点方式开发制作炫酷的着色其效果。从Unity2019.3版本开始，可以将Shader Graph和Unity自带的高级特效开发工具Visual Effect Graph 配合使用以获得更酷炫的效果。

1.2.6 高级特效开发工具Visual Effect Graph

Visual Effect Graph是通过GPU加速的可视化节点式特效编辑器，其可以在支持的平台上模拟超过几百万个粒子的特效。除了可以模拟通常的火焰、爆炸、流水、闪电等效果，它也适用于制作冰雪消融、角色沙化效果、龙卷风等各种复杂特效。而且最重要的是，所有的效果都可以实时渲染、实时观看。

1.2.7 视频和动画输出工具Unity Recorder

传统的离线渲染器可以将在DCC中制作完成的场景或者动画以图片帧或者视频的格式进行最终输出，特别是它拥有多通道输出能力，比如将Ambient Occlusio等

通道进行单独输出，便于制作人员导入后期合成软件进行最终合成和添加后期特效。

Unity Recorder已经完全具备上述功能，目前最高输出8k的图片帧或者视频，也具备分层输出的能力。不过最值得指出的是以下两点：

Recorder是完全基于GPU来渲染的，所以输出速度非常快。按照场景的复杂程度，输出高精度图片的时间从少于十几毫秒到几分钟不等。相比传统渲染动辄几十分钟甚至是几个小时，它的渲染速度可以说是神速。
除了输出图片帧和视频。Recorder还能配合Unity FBX Exporter,将Timeline上的Cinemachine镜头和动画剪辑（Animation Clip）进行输出。制作人员可以将数据再次导回Maya或者3ds Max进行编辑，从而实现DCC工具和Unity之间的无缝来回工作流。