Unity2018研究——HDRP初探

作者：繁华如梦

前言

在Unity2018版本，Unity为了提高引擎的画面表现，推出了High Definition Render Pipeline 高清晰渲染管线，简称HDRP。

本文主要是带大家简单了解一下新的特性，以及如何使用HDRP来完成自己想要的效果。话不多说，直接开始吧。

创建工程

创建HDRP的工程有2种方式，一是在原来的工程基础上升级工程。2是重新创建新的工程。由于HDRP现在仍处于预览阶段，此处不建议直接在原先的工程上升级。而且，一旦在原来的工程上进行升级，旧版的自定义的着色器将不能够使用。虽然HDRP给我们提供了将旧版材质升级为高清材质的功能，但是，对于使用自定义着色器的材质，此功能是不具有效果的。此处，我们主要是介绍第2种创建工程的方式。

首先运行Unity程序（PS：此处使用的版本是2018.3.0b7）,如下图新建HDRP工程。

如果还是有童鞋想要将原先的工程升级为高清工程，可以在Window-Package Manger(包管理器)，下载并导入HDRP的包（PS:此处工程使用的是3.3版本的包），进行工程升级。如下图：

导入完成后，新建High Definition Render Pipeline Asset文件，如下图：

新建完成后，在Editor-Project Setting -Graphics 中的Scriptable Render Pipeline Settings设置新的渲染管线即可。

Volume Setting(体积设置)

如果你跟我一样都是直接创建（默认直接加载示例场景）的工程的话，可以在Hierarchy视图中，看见Volume Settings物体上添加有Volume组件。如下图：

Volume组件是HDRP中对一定范围内的光照，雾，以及阴影进行管理的一个组件。直接升级的童鞋也不用担心，在场景中新建一个空物体，添加上Volume组件即可。

其中Is Global选项如果勾选，其上的设置将会应用到全局。如果未勾选，需要给有Volume组件的物体，添加触发器来设置其影响范围。只有当摄像机进入其影响范围内，才会出现对应的效果。如下图：

Volume组件可以通过点击“Add component overrides…”按钮添加其子组件来进行功能拓展。其中常用的主要有一下几种：

HD Shadow Settings（高清阴影设置）主要是用于控制Volume组件范围内的阴影质量相关。

Visual Environment(可视环境)，用于控制天空盒以及远处雾气的效果，不添加或者关闭将不会看见相应的视觉画面。其中有2个选项，用来设置天空的类型，以及雾的类型。默认情况下，分别为Procedural Sky与Exponential Fog。

Gradient Sky（渐变天空）当Visual Environment组件Sky Type选择Gradient Sky类型选项时，添加此组件，可以进行相应的设置。Gradient Sky可以定义三种颜色，顶部，中部和底部，HDRP会在它们之间进行插值以创建渐变天空盒。

Procedural Sky（程序化天空），使用步骤同上，但是设置的效果不同。Procedural Sky可以设置太阳大小，地面颜色和天空色调来自定义天空盒。

HDRI Sky是一种使用立方体贴图纹理的天空盒。Unity商店提供了免费HDRP使用的立方体纹理包Unity HDRI Pack。Asset store搜索下载导入即可使用。

Linear Fog（线性雾）当Visual Environment组件Fog Type选择Linear Fog类型选项时，添加此组件，可以进行相应的设置。Linear Fog组件将会根据提供的参数，来设置场景中的雾。线性雾的密度将随视距和世界空间高度线性增加。

Exponential Fog（指数雾）指数雾密度将随着视距和世界空间高度呈指数增长，具体取决于提供的参数。

Volume组件还有一部分功能性新组件，这里由于篇幅限制，就不一一赘述了，文章末尾将会给出相应的参考文档，欢迎食用。

新版相机组件与灯光组件

HDRP的新相机组件，除了在原先旧版相机的基础上增加了新的功能，并进行了分级排版。而且还必须与HD Additional Camera Data（高清相机附加数据）组件同时使用，才能得到正确的相机效果。如下：

新版的灯光组件改动与相机类似，只不过是需要灯光组件物体上同时挂载HD Additional Light Data（高清灯光附加数据）与Additional Shadow Data（阴影附加数据）这2个组件，才能正确使用新的灯光组件。

同时新的灯光组件，还增加了新的灯光类型-Line。其效果类似于发光灯管，值得注意得是使用此类型的灯光，将不会对受到灯光影响的物体投射阴影。效果如下：

高清着色器 Lit

新版的高清着色器Lit旨在让开发者使用最少的配置，创建更加逼真的材质。而在HDRP工程中，创建新材质的时候默认也是使用的Lit着色器。

在新创建的材质中，Lit Shader通过Suface Type（表面类型）的下拉菜单选项，来将材质分成2中类型。一种是可透明的材质（Transparent），一种是不透明材质（Opaque）。需要注意的是，如果你的材质选择了Opaque选项，即使你在后续的Base Color +Opacity选项设置了材质的透明度，也是不会出现透明效果的。效果如下：

Lit Shader使用Material type选项，来设置我们的材质类型。选择不同的选项，让使用同一个着色器的材质，表现的画面不一致。主要有一下几种：

1. Subsurface scattering (次表面散射 简称：SSS材质) 主要用于模拟类似皮肤相关的材质类型。

2. Standard（标准金属材质）Unity使用标准金属的材质类型。

3. Anisotropy（各向异性）当从不同角度查看此材质时，各向异性曲面材质上的高光会在外观上发生变化。

4. Iridescence（彩色光晕材质） 该材质的高光点颜色，将会随着光照角度与视角变化，出现类似彩虹一样的变化。类似于肥皂泡，昆虫翅膀之类的材质。

5. Specular Color（高光颜色材质）类似于镜子的材质类型，可以通过这个选项创建具有彩色镜面反射高光的材质。

6. Translucent（半透明材质）使用“Translucent”类型时，HDRP将会使用Input块中的参数，设置厚度贴图来模拟半透明材质。与SSS材料相比，半透明材料仅透过材料传输光线，而不会使光线模糊。

这里就简单展示一下Iridescence与Specular Color和Standard这3种材质的区别。其余的材质类型，在此文章中不便于进行演示，有兴趣的童鞋，可以下去自己创建并进行对比。

Lit Shader还提供了其他众多的功能。例如是否开启透明度测试（AlphA Cutoff Enable），是否开启双面渲染（Double Sided）,是否接受贴花投射（Enable Decal）等等功能。由于功能众多，这里就不在细说了，详情可以文末的文档链接进行参考。

题外话

在HDRP的这个示例场景中，我们还发现场景中使用了PostProcessing（后期特效）来进一步提升画面的表现力。PostProcessing 的相关资源也可以在文章开头的GIF图中的包管理器中，找到对应的资源。导入即可使用。值得注意的是，不管你是升级的HDRP工程还是普通工程使用PostProcessing，为了画面的表现力，推荐将File—Build Setting——Player Settings—Other settings下的Color Space（色彩空间）选项改为Linear。

关于PostProcessing的使用不在本篇文章的探讨范围内，如有需要，建议配合官方文档进行食用。链接如下：

https://github.com/Unity-Technologies/PostProcessing/wiki

结语

在Unity 2018的版本中，可以看出Unity为了解决画面的诟病，下了不少功夫。不但引入了新的高清着色器，渲染管线，还对灯光与相机进行了不同修改。同时还通过新的Volume组件，来对灯光，天空和阴影进行控制，以达到满意的效果。虽然现在HRDR目前仍处于预览阶段，相信在不久的将来就可以看到它大展拳脚的身影。

最后惯例

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参考链接：

HDRP官方文档：https://github.com/Unity-Technologies/ScriptableRenderPipeline/wiki/Upgrading-to-HDRP

HDRP官方入门指南：http://forum.china.unity3d.com/thread-32953-1-1.html

Volume组件参考文档：https://mubu.com/doc/3cVzBhtH2E

Lit 着色器参考文档：https://mubu.com/doc/3r9kMP4FbE