來源：映維網(wǎng)? 作者? 黃顏

Unity 7.2.0的High Definition Render Pipeline（HDRP）現(xiàn)已正式支持虛擬現(xiàn)實。本文將介紹如何在 VR 項目中利用HDRP。

HDRP對VR的支持包括：

所有HDRP功能均與VR兼容。

新的Unity XR插件框架完全支持HDRP。

單通道（實例化）是VR的默認(rèn)與推薦渲染解決方案。

1. 亮點介紹

通過將HDRP用于VR項目，你可以利用所有渲染管道的功能來創(chuàng)建僅受想象力約束的體驗。憑借最新的渲染技術(shù)，HDRP可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中實現(xiàn)前所未有的質(zhì)量，并提供令人驚嘆的逼真視覺效果。

下面是可用于VR項目的功能速覽：

遞延渲染和正向渲染

所有光源類型，Shadows, Decals和Volumetrics

屏幕空間效果：環(huán)境光遮擋；屏幕空間反射；次表面散射；變形和折射

后處理：顏色分級，抗鋸齒，景深等

Visual Effect Graph中的所有VFX

2. 支持平臺

HDRP的VR支持面向下列平臺和設(shè)備：

1.Oculus Rift和Rift?S（Oculus?XR Plugin，Windows 10，DirectX 11）

2.WWMR（Windows XR Plugin，Windows 10，DirectX 11）

3.PSVR

4.OpenVR：Valve目前正在為2019.3及以后版本開發(fā)相關(guān)的OpenVR Unity XR Plugin，并將很快推出。

3. 立體視圖渲染技術(shù)

本地VR實現(xiàn)將處理所有內(nèi)容兩次，每只眼睛一次。Unity將這種解決方案稱為多通道渲染。HDRP支持多通道渲染，但不建議你使用所述方法，因為你的應(yīng)用程序需要兩倍的CPU性能進(jìn)行渲染，從而令繪制調(diào)用次數(shù)增加一倍。最重要的是，陰影會被渲染兩次，并可能消耗很大一部分GPU預(yù)算。

在特定情況下，使用多通道是合適的舉措：

1.如果你的系統(tǒng)具有少量的GPU內(nèi)存，多通道渲染目標(biāo)所使用的內(nèi)存將少于單通道。

2.如果出于某種原因，你需要為每只眼睛渲染截然不同的視點。

更快的解決方案是使用單通道（實例化）渲染。在這個模式下，同時為兩只眼睛渲染每個繪制調(diào)用。具體可以將紋理數(shù)組用于渲染目標(biāo)和實例繪制調(diào)用。另外，每幀僅處理一次剔除和陰影。

DRP設(shè)計成所有功能都兼容VR，并針對單通道渲染進(jìn)行了優(yōu)化。

關(guān)鍵的設(shè)計決策是對所有渲染目標(biāo)使用紋理數(shù)組（即便不是創(chuàng)建VR內(nèi)容）。這個決定，加上著色器宏，可允許你創(chuàng)建與VR自動兼容的著色器。當(dāng)然，少數(shù)特殊情況例外，如光源列表生成，體三維照明，以及相對于camera的渲染。

請注意，HDRP不支持雙寬紋理的單通道渲染，因為所有全屏通道和效果都需要額外的復(fù)雜性和負(fù)載。

4. 如何開始

開始前請參閱Unity文檔中的“VR Overview”頁面。Unity同時提供了HDRP Wizard來驗證你的設(shè)置，并可以幫助你修復(fù)不正確的設(shè)置。

若需通過新的XR插件框架來手動為VR配置項目，請參閱這個文檔。要設(shè)置單通道渲染，你必須將 Project Settings設(shè)置為Single-Pass Stereo Rendering渲染模式，并將HDRP asset設(shè)置設(shè)置為Single Pass。如果未對單通道啟用這兩個選項之一，則HDRP將默認(rèn)為多通道。

在Project Settings和HDRP asset設(shè)置中使用Oculus插件來啟用Single Pass渲染。

5. 抗鋸齒

減少鋸齒對VR非常重要，它可以帶來出色的用戶體驗并避免破壞虛擬環(huán)境的沉浸感。HDRP提供了多種解決方案來幫助處理抗鋸齒。

所述選項包括：

正向渲染支持多重采樣抗鋸齒。你可以通過選擇樣本數(shù)量（2x，4x，8x）來平衡質(zhì)量與性能。這項技術(shù)可以取得相當(dāng)出色的效果，但計算成本十分昂貴。

對于大多數(shù)應(yīng)用，Temporal Anti-Aliasing或許是最佳的解決方案。它在減少鋸齒方面非常有效，但會模糊一定的細(xì)節(jié)。你可以使用隨附的銳化濾鏡控件來抵消這種模糊。

計算成本較低的解決方案包括Fast Approximate Anti-Aliasing（FXAA）或Subpixel Morphological Anti-Aliasing（SMAA）。

你可以將MSAA與TAA，F(xiàn)XAA或SMAA結(jié)合使用。它們可以提高視覺質(zhì)量，但計算成本是累積疊加。

Geometric Specular Anti-Aliasing為每種材質(zhì)提供了額外的著色抗鋸齒，你可以直接對材質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。我們建議將其用于光滑密實的表面。

6. 性能

由于雙眼顯示的刷新率和分辨率高，所以VR渲染的要求非常嚴(yán)格。確保在HDRP asset設(shè)置中禁用所有不需要的功能。諸如Volumetric之類的功能不適用于VR應(yīng)用，因為盡管支持，但它們的性能無法達(dá)到要求的90fps。經(jīng)常監(jiān)視和分析性能將幫助你確定項目中的瓶頸。

請注意，默認(rèn)情況下的Volumetric效果在VR中的精度將是一半，這是為了確保GPU性能更能接受。除了Volumetric Lighting外，強烈建議在執(zhí)行VR項目時禁用HDRP Area Light支持。與其他功能不同，你必須通過著色器配置文件禁用Area Light。

HDRP中提供了兩種渲染方法，而它們同樣會影響性能。這兩者是正向渲染和延遲渲染。為VR選擇正確的模式取決于你的項目要求。正向渲染允許你啟用MSAA并減少內(nèi)存使用，而對于具有大量照明的項目，延遲渲染更位有效，但同時需要占用更多內(nèi)存。

影響GPU性能的另一個因素是渲染緩沖區(qū)的分辨率。所述分辨率最初是由XR顯示插件設(shè)置，但具體取決于你所使用的頭顯。你后面可以在應(yīng)用中調(diào)整分辨率，或者使用動態(tài)分辨率功能并根據(jù)當(dāng)前場景的情景來提高分辨率。例如，可以根據(jù)當(dāng)前GPU幀時間來調(diào)整分辨率。

7.著色器宏

為了在HDRP中支持VR，Unity添加了一組著色器宏來幫助處理渲染目標(biāo)的視圖實例化和紋理陣列使用。例如，你可以使用以下代碼在著色器中聲明紋理：TEXTURE2D_X(MyTexture)

對于在支持紋理數(shù)組的平臺，所述宏將擴(kuò)展為TEXTURE2D_ARRAY。如果平臺不支持紋理數(shù)組，或者如果ShaderConfig.cs中的設(shè)置禁用，則所述宏將擴(kuò)展為常規(guī)TEXTURE2D。類似的功能可用于紋理采樣。

在著色器端，適當(dāng)?shù)囊晥D常量（視圖矩陣，投影矩陣等）存儲在數(shù)組中，并根據(jù)從圖元instanceID導(dǎo)出的眼睛索引進(jìn)行索引。在計算著色器的情況下，z調(diào)度維度用于標(biāo)識每只眼睛。宏UNITY_XR_ASSIGN_VIEW_INDEX通常用于分配適當(dāng)?shù)难劬λ饕?/p>

8. 未來

HDRP VR的未來版本將專注于：

通過可變速率著色等新硬件選項來提高性能

使用Vulkan和DX12改善平臺支持

改善設(shè)備支持

擴(kuò)展單通道以支持兩個以上的視圖

9. 反饋

你現(xiàn)在即可馬上感受HDRP VR的優(yōu)勢。如有任何反饋建議，請通過HDRP論壇發(fā)表你的意見。

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