【URP】UnityHLSL顶点片元语义详解

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

发展历史

‌传统可编程管线语义体系‌早期Unity采用HLSL/CG混合语法，定义了基础语义系统：

• 顶点着色器输入语义：POSITION、NORMAL、TEXCOORD0等用于接收模型数据‌
  
• 输出语义：SV_POSITION传递裁剪空间坐标，COLOR0等自定义语义用于插值数据传递‌
  
• 片元着色器输出语义：SV_Target控制颜色缓冲区写入‌
  

‌URP架构的语义重构‌2021年推出的URP通过SRP体系重构了语义系统：

• 引入UNITY_MATRIX_MVP等宏替代传统矩阵传递方式，优化实例化渲染效率‌
  
• 标准化顶点着色器输入结构体，强制要求positionOS（模型空间坐标）作为基础输入‌
  
• 新增语义支持屏幕空间坐标转换，如COMPUTE_SCREEN_POS宏实现positionCS计算‌
  

‌现代URP语义特性‌当前URP 12.x版本语义系统呈现以下特征：

• 保留传统语义兼容性（如TEXCOORD系列）‌
  
• 强化系统语义（SV_Position用于深度计算，SV_RenderTargetArrayIndex支持多目标渲染）‌
  
• 通过#include "ackages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Common.hlsl"预定义语义宏，实现跨平台兼容‌
  

该演进过程体现了从灵活语义定义到标准化渲染接口的转变，同时保持了与旧版管线的兼容性。开发者可通过URP
顶点着色器输入数据由应用阶段（如Mesh Renderer）提供，常用语义如下：

‌语义‌‌数据类型‌‌描述‌POSITIONfloat4模型空间顶点坐标‌NORMALfloat3模型空间法线向量‌TANGENTfloat4模型空间切线向量（.w分量存储副切线方向标志）‌TEXCOORDnfloat2/float4顶点纹理坐标（n=0-7，如TEXCOORD0表示第一组UV）‌COLORfixed4/float4顶点颜色‌‌示例代码‌：

1. hlsl
2. struct appdata {
3.     float4 vertex : POSITION;
4.     float3 normal : NORMAL;
5.     float2 uv : TEXCOORD0;
6. };

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