内置渲染管线

Cocos Creator 3.1 的内置渲染管线包括 builtin-forward（前向渲染管线）和 builtin-deferred（延迟渲染管线）。渲染管线可通过编辑器主菜单中的 项目 -> 项目设置 -> 项目数据 -> 渲染管线 进行设置，设置完成之后 重启编辑器 即可生效。

setting

前向渲染管线

引擎默认使用 前向渲染管线，前向渲染管线的执行流程如下图所示：

内置渲染管线 - 图2

前向渲染主要包括 ShadowFlow 和 ForwardFlow 两个阶段：

  • ShadowFlow 中包含一个 ShadowStage 会预先对场景中需要投射阴影的物体进行阴影贴图的绘制。
  • ForwardFlow 包含一个 ForwardStage，会对场景中所有物体按照 非透明 -> 光照 -> 透明 -> UI 的顺序依次进行绘制。在计算光照时，每个物体都会与所有光照进行计算确定是否照射到该物体，照射到该物体的光照将会执行绘制并进行光照计算，目前场景中只支持一个平行光，可接受的最大光照数量为 16。

延迟渲染管线

目前引擎提供了试验版本的内置 延迟渲染管线，对于光照数量比较多的项目可以使用 延迟渲染管线 来缓解光照计算的压力。延迟管线的执行流程如下图所示：

内置渲染管线 - 图3

内置的延迟渲染管线主要包括 ShadowFlow、GBufferFlow 和 LightingFlow 三个阶段：

  1. ShadowFlow 与前向渲染一致，用于预先进行阴影贴图的绘制。
  2. GBufferFlow 包含一个 GBufferStage，会对场景中的非透明物体进行绘制。
  3. LightingFlow 包含一个 LightingStage 和一个 PostProcessStage，其中 LightingStage 会先对输出到 GBuffer 中的非透明物体信息进行基于屏幕空间的光照计算，再绘制半透明物体。然后 PostProcessStage 再把 LightingStage 得到的全屏图像绘制到主屏幕中，最后再进行 UI 的绘制。

延迟渲染管线依赖 GPU 的 Multiple Render Targets 特性用于绘制 GBuffer，目前大部分移动平台应该都支持。WebGL1.0 环境下可以使用 WEBGL_draw_buffers 扩展支持，不过部分 WebGL1.0 平台可能不支持该扩展，那么就不能使用延迟管线。

另外延迟渲染管线对于 无光照的材质 无法正常进行绘制，比如引擎内置的 builtin-unlit 材质。对于自定义的 Standard 材质，需要参照引擎内置的 builtin-standard.effect（GitHub | Gitee）为延迟渲染管线增加对应的 deferred pass 声明，如下图所示：

内置渲染管线 - 图4

对于需要通过动态设置材质 Uniform 来实现材质效果变化需求的，在延迟渲染管线下需要指定对应的 Pass 索引进行更新才能够生效，而不是默认更新索引 0 的 Pass，比如内置的 builtin-standard 材质，对应的 PassIndex 为 1。

引擎内置的渲染管线后续也会不断优化性能，并添加新的特性，比如后处理阶段、HDR、反射等等，为开发者提供更加多元和丰富的渲染特性。