URP系列教程 | 手把手教你如何用Renderer Feature

目前我在做一个URP的系列教程，会带大家学习基础的URP项目创建、内置管线与URP的功能以及性能的对比、URP源码的解析、Custom Renderer Feature使用、后处理、着色器和材质、并手把手地带大家做一些URP展示的案例工程。

今天我们先讲URP的Renderer Feature，Renderer Feature可让我们向URP Renderer添加额外的渲染通道，支持我们进行Asset资产配置来重写从而可以自定义渲染的顺序、渲染的对象、材质等等。

如何新建 Renderer Feature

我们先来新建一个Renderer Feature ，首先你得有一个或者新建一个URP工程，创建Universal Render Pipeline Asset同时会生成一个Universal Render Pipeline Asset_Renderer, 创建完成后我们把Universal Render Pipeline Asset导入到Graphics Settings中。

接着我们点击生成的Renderer，然后Add Renderer Feature点Render Objects，我们就创建好一个Renderer Feature了。

我们在 Project 窗口中也可以查看，点击渲染器旁边的小三角，可以看到新建的Renderer Feature 已经是我们Renderer渲染器的子集（这里Renderer Feature我们已经重命名为Toon Outline）。

Renderer Feature 的属性简介

我们可以看到 Render Objects 的 Renderer Feature 包含一些属性；我们一个个过一下。

01Name：首先是这个Feature的名字；

02Event (事件)：当Unity执行这个Renderer Feature 的时候，这个事件Event在通用渲染管线中的执行顺序；

03Filters：这个设置允许我们给这个Renderer Feature 去配置要渲染哪些对象；这里面有两个参数，一个是Queue，一个是Layer Mask。

Queue：这个Feature选择渲染透明物体还是不透明物体；

Layer Mask：这个Feature选择渲染哪个图层中的对象；

04Shader Passes Name：如果shader中的一个pass具有 LightMode Pass 这个标记的话，那我们的Renderer Feature仅处理 LightMode Pass Tag 等于这个Shader Passes Name的Pass。

05Overrides：使用这个Renderer Feature 进行渲染时，这部分的设置可让我们配置某些属性进行重写覆盖。

Material：渲染对象时，Unity会使用该材质替换分配给它的材质。

Depth：选择此选项可以指定这个Renderer Feature如何影响或使用深度缓冲区。此选项包含以下各项：

Write Depth：写入深度，此选项定义渲染对象时这个Renderer Feature是否更新深度缓冲区。

Depth Test： 深度测试，决定renderer feature是否渲染object的片元。

Stencil：选中此复选框后，Renderer将处理模板缓冲区值。

Camera：选择此选项可让您覆盖以下“摄像机”属性：

Field of View：渲染对象时，渲染器功能使用此Field of View（视场），而不是在相机上指定的值。

Position Offset：渲染对象时，Renderer Feature将其移动此偏移量。

Restore： 选中此选项，在此Renderer Feature中执行渲染过程后，Renderer Feature将还原原始相机矩阵。

实战一：使用Renderer Feature来进行描边

实战是加深理论的最好途径，所以接下来要进行实战演练，我们来看下这些属性的使用情况，做一个简单的游戏场景角色的描边效果来展示下。

当然描边的方法有很多种，这里我们介绍的方法是先画模型的背面，然后使其根据法线的方向产生一定的偏移量，这些偏移量就显示为模型周围的轮廓，然后我们对其进行用户自定义的着色。

首先，我们是仅要为游戏角色Character来进行描边的操作，所以我们需要在Layer Masks上设置为Character Layer层；

然后我们创建Renderer Feature ，并将Name改为Toon Outline。

接着我们来看看Event这个属性，它是决定我们渲染哪个阶段，这里我们选择After Rendering Opaques，在渲染完不透明物体之后。

然后我们来看下Filters的两个参数一个是Queue,一个是Layer Mask。Queue：我们创建的这个Feature选择是渲染透明物体还是不透明物体，这里我们选择Opaques；Layer Mask：我们创建的这个Feature选择是渲染哪个图层中的对象；这里当然是选择我们的Character Layer。

最后我们看下Overrides中的Material参数将材质进行替换，以定义我们如何在Character Layer上渲染对象。（关于这里的材质创建我使用的是Universal Rendering Examples 中的OutlineHull，Shader使用的是ToonBasicOutline，具体的链接见文末，这里算是个伏笔，后面会带大家使用URP 已经支持的Shader Graph来进行制作 ）

到这里的话，使用Renderer Feature 制作的描边效果的流程就已经结束了。为了更进一步说明Renderer Feature中的Event 属性对整个渲染的影响，我们尝试将描边的顺序改为渲染的最后一步：后处理之后进行描边处理，从而得到如下图的效果。

实战二：使用多Renderer Feature

来进行FPS游戏摄像机FOV的修改

前面我们小试牛刀，演示了使用一个简单的Renderer Feature 进行的描边操作的功能；为了更深入一步了解Renderer Feature的作用以及各个属性的意义，我们增加一点难度，这里再演示一个案例。

这个案例要实现什么效果呢？过去我们制作射击类游戏，经常要做的一件事情是这把枪用不同的FOV单独渲染。如果枪不进行特殊处理，使用和场景相同的FOV去画的话，画出来会很窄，占屏幕面积小，不美观。如下图所示；

所以过去制作FPS的游戏经常要单独画枪，它的FOV可能会小一点，这样它占的屏幕空间会更大。在内置渲染管线Pipeline里，我们要用二个相机，一个相机画枪，一个相机画场景，这样可以设置不同的FOV即视角。但是这样的问题是即使加入一个Camera什么都不做，仍有很大的消耗。现在有了URP，我们就可以用一个Camera来解决了。

这里面我使用了三个Renderer Feature去实现了这个效果。第一个Render Feature画枪上不透明的部分，后面二个Render Feature画半透明的部分比如一些玻璃冷凝管、液体。

和上一个案例我们仅作用于角色Character一样， 这里我们还是要新建一个layer，因为我们要仅针对于枪的部分去修改它的FOV（这里我们设置Renderer Feature FOV是40，然后主场景相机的FOV是80），所以这里我们创建First Person Objects Layer。如图所示我们将Terraformer_1P_Rig Layer设置为First Person Objects。

值得注意的是在我们自己新建的这个FPSSetupP1的Renderer设置里面（红色大括号所示），其中Filtering属性定义渲染器Renderer绘制哪些图层。这块渲染的是除枪以外的图层，也就是我们定义的First Person Objects Layer以外的图层，比如场景、UI、后期处理等，所以这里的Filtering设置我们要忽略First Person Objects 这个层。如下图所示：

因为我们要画不透明物体，所以这块我们需要对Stencil进行重写覆盖，这里我们打上勾表示渲染器将处理模板缓冲区值。“Value”和“Compare Function”在这里很重要，因为我们现有只想在值等于0的情况下写入像素，我们会将枪的Stencil值设为1。

说完了Renderer部分的设置，也就是渲染非枪的区域，我们来说下渲染枪的部分，也就是三个Renderer Feature。他们渲染的部分效果如下：很明显的可以看到第一个Feature是画枪不透明的部分，第二个Feature是画的是与枪不透明部分重合的半透明处，第三个Feature画的是与枪不透明部分不重合区域的半透明处。

我们来看第一个Renderer Feature，我们命名为GunOpaques，顾名思义就是画枪上不透明的部分。

因为我们要画整个不透明物体武器，我们要在URP Forward Opaque Pass之前执行，故这里的Event 我们要设置为Before Rendering Opaques。另外Filters 这里，因为我们需要画不透明物体和画First Person Objects层，所以这里我们Queue和LayerMask设置为Opaque和First Person Objects。

我们不需要替换材质，所以Overrides中的Material这里不用选择，勾选Stencil并将Stencil的值设置为1，Compare Function设置为始终返回true，Replace的意思是将参考值1写入缓冲区。FOV的值我们改为40；到这我们GunOpaques就设置完成了。

第二个Renderer FeatureGunTransparents渲染与不透明部分重叠的武器的透明部分，有点绕口，如下图所示：

我们来看下Renderer Feature的设置，因为我们是渲染透明物体，所以这里的Event 我们要设置为Before Rendering Transparents。Filters 这里设置为Transparents，LayerMask为First Person Objects层。因为要画在不透明物体上的（上一步中枪的不透明部分Stencil我们已经写为1），所以这里的Stencil的Value为1，Compare Function 为Equal。FOV 改为40。GunTransparents设置完成；

第三个Renderer FeatureGunTransparentsOverlay渲染武器的透明部分，该部分与不透明部分不重叠，但无论深度如何，始终在场景上进行渲染。

这个与第二个Renderer Feature设置类似，但有一处得说下就是渲染武器的透明部分，而且该部分与不透明部分不重叠，所以这里的Stencil的值没有被在画不透明物体的时候重写为1，故这里的值应该为0。另外无论深度如何，始终在场景上进行渲染，所以这里的Depth Test 我们设置为Always。

最终的效果如下右图所示：

讲到这里的话这个案例就讲完了。我们使用Renderer Feature成功的解决了在内置渲染管线FPS游戏中需要额外摄像机渲染武器的问题，我想通过这两个Renderer Feature的案例大家已经熟悉如何在URP通用渲染管线中使用Renderer Feature了吧！

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下一期会带大家手把手写Scriptable Renderer Feature以及更多与URP相关的内容，欢迎大家来Unity社区关注我哦。

https://unity.cn/u/li-peng-peng-2?section=works&tab=article

以下是本篇文章所用到的技术资料链接：

[1] URP手册

https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.render-pipelines.universal@10.2/manual/index.html

[2] URP官方案例

https://github.com/Unity-Technologies/UniversalRenderingExamples

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