前言

UE5渲染管线相较于UE4来说，更加复杂，但作为图程，总会碰到碰到其他组同学提交的bug，此时熟悉渲染管线就显得十分重要

本篇不会一股脑解析每个pass的细节，先进行总览，解析每个pass主要在干什么，每个pass的细节在后续会一章一章依次介绍

渲染管线总览

如上图所示，这是UE5目前的渲染管线，核心在于将“几何体的绘制”与“光照的计算”分离开，并引入Nanite和Lumen这两大核心技术

CPU Frame & Setup

• 总览：在GPU开始绘制像素之前，CPU需要决定“画什么”

• 职责

  • Game Thread：处理游戏逻辑、物理、动画、蓝图等

  • Render Thread：收集需要渲染的对象

  • Culling：剔除掉摄像机看不到的物体

  Distance Culling->Frustum Culling->Pre Computed Visibility->HIZB Culling->Nanite Culling

Pre-Pass / Early Z

• 总览：GPU开始处理几何体，但不计算颜色
• 职责
  • Early Z Pass：渲染场景中所有不透明物体的深度并写入Depth Buffer。这一步的目的是为了防止Overdraw（过度绘制）。在后续计算复杂颜色时，被挡住的像素就可以直接丢弃，不浪费性能
  • Nanite Rasterization：Nanite网格体在此处被评估，决定哪些三角形需要在屏幕空间被光栅化，并将数据写入可见性缓冲区（Visibility Buffer）

Base Pass

• 总览：把所有Opaque和Masked物体的表面属性记录在屏幕空间的二维纹理上
• 职责
  • 场景中的所有不透明物体会被渲染，它们的材质信息会被分别输出到多张屏幕大小的纹理中
  • 处理预计算光照与自发光
  • 生成速度缓冲
  • 深度与模板写入

Lighting & Shadows

• 总览：计算屏幕空间光照
• 职责
  • 计算阴影
  • 计算直接光照+间接光照

Reflections

• 总览：计算反射效果
• 职责
  • 计算反射效果，如reflect capture、planer reflect、ssr、Lumen reflect、raytracing reflect

Additional Pass & Translucency

• 总览：计算大气、体积云、体积雾等半透明效果
• 职责
  • 计算一些需要的半透明效果，如头发、水、折射等

Post Process

• 总览：给照片加滤镜和进行最后的物理光学校正
• 职责
  • 抗锯齿
  • 模拟泛光
  • 动态模糊
  • 景深
  • 色调映射

总结

UE5的渲染管线是一个高度优化的流水线：先剔除 -> 铺深度 -> 存材质(GBuffer) -> 算光影(Lumen/VSM) -> 画半透明 -> 加滤镜(后处理) -> 盖UI