Games Focus（游戏聚焦）：可扩展的渲染
Games Focus系列主要介绍我们未来一年及以后的主要产品开发计划。在这个系列第二篇博文里，我们将讨论可编程渲染管线的现状、最近的发布计划和未来的规划。
正如 Ralph 在前一篇博客里提到的，我们的使命是让你有能力创造各种非凡的游戏、接触全球各地的玩家。我们之所以推出这个博文系列，是为了说明我们在整个明年以及2024年和2025年优先考虑的功能和改进。
我的名字是Ali Mohebali，是Unity的图形产品经理。19年前，我作为一名工程师开启了电子游戏事业，并在三年前有幸加入了Unity。这篇文章是我与同事Aljosha Demeulemeester（图形工程总监）以及图形产品经理Mathieu Muller和Steven Kent合作完成的。
我们将介绍通用渲染管线（URP）和高清渲染管线（HDRP）的持续性改进，以帮助你在所有Unity支持的平台上制作可扩展的图形。我们先来看看目前两个渲染管线具备了哪些功能，然后再来了解2023年及以后的计划。
可编程渲染管线
随着硬件能力的不断增强，图像内容若想接触到尽可能广的受众，其测试、优化和扩展就会变得越来越复杂且耗时。我们的目标是降低你的成本，让游戏在最广的平台上以最佳的视觉质量和性能来扩展和交付。
我们努力提供最先进、符合真实物理、开箱即用的渲染，并且为有需要的创作者提供扩展功能，使其能展现个人风格、深度优化项目、快速做出原型。此外，我们希望提高渲染管线源码的可读性与可编辑性，以及C#代码的效率，让你在需要时深入地定制管线。
为了实现这些目标，我们提供了两个可满足不同需求的渲染管线：通用渲染管线和高清渲染管线。我们分别看看各个SRP的工作进展，以及我们对Unity渲染的长期目标。
通用渲染管线
目前已有的内容
我们还改进了URP定制与性能管理的工作流程，加入了Shader Graph Surface Options、Depth Pre-pass、Light Layers、Volume System Update Frequency和Render Pipeline Debug Window。
未来计划
在迄今发布的2022 Tech Stream版本里，我们根据用户反馈对工作流和性能做了进一步改进。当前处于beta测试的一些亮点功能包括：LOD Crossfade、Rendering Decal Layers、Full Screen Shader Graph支持，以及更直观的自定义后处理工作流。
在2022.2中，我们还添加了对Forward+的支持，它不仅具备前向渲染的优势，还没有对光照数量的限制。
我们还在2022年对SRP核心API做了一些影响较大的小改进，让内置渲染管线得以胜任几种重要的用途。例如，Camera.Render带来的功能可让你在标准Update更新循环以外触发渲染，你可以利用RenderPipeline.SubmitRenderRequest来使用它。DrawingSettings新增加的Override Shader可以用于还原内置渲染管线的Camera.SetReplacementShader功能。
随着2022.2版本的发布，URP已经包含了内置渲染管线的大部分功能，并且在某些方面有着更为优秀的质量和性能。如果你想转而使用URP，我们建议你先比较下两种管线的功能，再决定要不要切换管线，然后下载新的进阶版电子书，依照详细的步骤完成管线切换。
我们非常高兴有越来越多的游戏采用了URP，包括《Lost in Random™》、《Two Point Campus》、《Circuit Superstars》、《Neon White》、《Crash Bandicoot: On the Run!》以及《LEGO Builder's Journey》。
在2023年的版本中，我们将继续完成URP剩余的改进，让管线与内置渲染管线完全对等，提供更好的文档和指南，并根据用户反馈完善工作流和性能。除了Volume框架性能、着色器构建时间以及内存占用，我们还在开发其他几种新功能，包括Adaptive Probe Volumes、Temporal Anti-Aliasing、High Dynamic Range Display Output以及Foveated Rendering for VR。
而Surface Shader功能是用户呼声最高的改进之一。在未来几周，我们将用一篇新博文和公开演示来介绍Block Shaders直观的语法和多管线统一的着色器编写工作流。
我们还在进一步改进URP的基础，继续推进Render Graph在URP中的开发。这可以提高URP在所有平台上的稳定性，同时Render Graph能尽可能降低GPU内存占用。Render Graph将于2023年发布。Render Graph也能让代码库更接近HDRP，让两个管线拥有额外兼容性，这也是我们对SRP的长期目标之一。
在功能完全相同后，你就不必再比较URP与内置管线，可以自信地用URP取而代之。如此一来，你在为游戏选择渲染管线时会非常简单。为了让你能有充足的时间来移植项目，2023 LTS仍将全面支持内置渲染管线。
其他资源
如果你想从内置渲染管线转移到URP，推荐参考我们新的技术指南，Introduction to the Universal Render Pipeline for advanced Unity creators，该指南由我和我的团队参与编写。
高清渲染管线
目前已有的内容
在过去三年里，有许多令人赞叹的作品都采用了HDRP，如《Hardspace: Shipbreaker》、《Recompile》、《I Am Fish》、《Disciples: Liberation》和《Syberia: The World Before》，《Syberia》甚至能在Steam Deck上以4K运行。
同时，我们还收到了大量来自开发者和艺术家们的反馈，并因此改进了管线的可扩展性、物理形光照的使用体验以及管线的性能和稳定性。我们还引入了一些创新功能和技术，如NVIDIA DLSS、AMD FSR、Volumetric Clouds和光线追踪。
目前，LTS版的HDRP包含有一套完整的、相互兼容的可扩展功能，可支持Light Brick Studios这样的团队，将获奖手机游戏《LEGO Builder's Journey》升级成渲染效果逼真的PC游戏。而Stunlock Studios团队利用了Unity的扩展性、DOTS和HDRP的先进渲染技术来开发大型多人游戏《V Rising》。有时候，带有物理性光照的动画电影不一定要看起来很逼真（比如《蜘蛛侠：平行宇宙》或我们自己的短片《WiNDUP》），而HDRP同样也能驾驭风格化的游戏，比如《Slime Rancher 2》。
未来计划
2022.2的HDRP将全面支持Shader Graph、自定义后处理通道、Custom Render Textures（自定义渲染纹理）以及Local Volumetric Fog（本地体积雾）。
环境艺术家可借助新的水体系统（详情请在论坛查看）来提升图像质量，用更优秀的云层光照和改进后的Volumetric Clouds来糅合两种天气状况。
最后，要想制作高度清晰的预告片和电影，角色艺术家和灯光师可以利用起Unity演示项目《Enemies》中的高质量眼球焦散效果和区域光阴影，而Pathtracer可以借助NVIDIA Optix™ AI加速降噪器或Intel® Open Image Denoise来更快地渲染零噪点图像。
优化性能，尤其是大多数游戏都要面对的CPU占用上，始终是我们的首要任务。我的同事们不断地为Unity和CG行业带来了许多创新，我们将继续利用这些研究成果，并与Wētā Digital、Ziva和SpeedTree等艺术工具团队合作，致力于PC和主机游戏关键领域的开发和创新。
这些领域包括：
- 环境：更轻松地渲染天气与一天时间不断变化的高清环境，改进Adaptive Probe Volumes（自适应探针体积）、Capsule Shadows（胶囊形阴影）等更多功能。
其他资源
新技术也意味着你要学习新流程和新工具。我们推荐你观看关于物理光照强度和摄像机镜头与曝光的教学视频，或者阅读关于体积系统和Scalability Settings（可扩展性设置）的文档和博文。
相信有许多创作者都需要学习这些新概念——如果你想继续了解HDRP的方方面面，请查看“The definitive guide to lighting in the High Definition Render Pipeline (HDRP)”。
我们在2023年及以后对SRP的设想
同时用URP和HDRP进行流畅的跨平台内容创作
我们将主要依靠这两个用途不同的管线来交付高性能、可扩展的渲染解决方案。
URP能在移动设备上提供最佳的图像质量，还能运行于每个Unity支持的平台。它有极大的扩展空间来支持风格化图像和违背物理法则的优化。
HDRP则提供了只有在高端平台上才能实现的精致图像。它所提供的功能集紧密相连，可以产生符合真实物理的光照。
要实现全面可扩展的渲染，下一步是让同一个游戏能同时启用URP和HDRP。游戏既要有HDRP所具备的高图像质量，又要有URP广泛的平台覆盖。譬如，《LEGO Builder's Journey》 和《Road 96》这两款出色的游戏在PC和主机上使用了HDRP，在移动端和无线显示设备上使用了URP。我们希望赋予更多的Unity创作者同样的扩展性。
由于当前一个项目只能在编辑器内启用一个管线，要在今天做到这点，你必须分别创建URP和HDRP两个项目，并重复创作内容。而我们的最终目标是让你能为每个平台选择最适合的管线，以最少的功夫来提高生产力。你将有机会在每个平台上同时拥有最好的图像质量和最高的性能。
我们正从两个方面努力实现目标。
首先，我们正在改动编辑器，让你能在一个项目中同时加入URP和HDRP。不同场景将能启用不同的渲染管线。在允许Render Pipeline Coexistence（渲染管线共存）后，你就能在一个项目里为每个管线制作和维护专门的图像资产，为特定平台构建和运行启用了特定渲染管线及相关资产的内容。我们目前已经取得了良好的进展，并会很快放出更多消息。
其次，我们正在提高URP和HDRP之间的兼容性，让同一批内容在用不同的渲染管线渲染时更为省力。过去两年里，我们已经在着手实现HDRP和URP的功能对等和相互兼容（比如SRP镜头眩光、地形细节和树木、VFX Graph、Shader GraphMaster Stack和Full Screen Master Node、Rendering Layers、Rendering Debugger）。我们将探索材质、光照、摄像机和后处理的数据模型共享，让Unity的所有渲染后端都能解析同一份内容，减少重复性创作。Unity 2023将包含一份用Shader Graph编写、可用于Lit（受光）和Unlit（非受光）着色器的跨管线材质。
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