【渲染流水线】[几何阶段]-[几何着色]以UnityURP为例

• 允许自定义增加和创建新图元，唯一一个能自定义增加新图元的着色器。（部分平台支持，移动端很多不支持、apple的metal不支持）
  

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

‌作用‌

• 基于图元生成新几何体（如将点扩展为粒子），位于曲面细分后、光栅化前 ‌。
  
• 这是一个‌可选‌阶段。它在曲面细分着色器之后运行（或在顶点着色器之后，如果没有曲面细分）。它接收一个完整的图元（点、线或三角形，以及其所有顶点），可以输出零个、一个或多个修改过的或全新的图元（点、线、三角带）。‌
  

‌配置‌

• Shader 中声明 #pragma geometry geom。
  

核心工作原理

• 数据处理流程：
  
  
  
  • 输入阶段：接收完整图元数据（点/线/三角形及其邻接变体）的顶点数组
    
  • 处理阶段：通过流输出对象动态修改几何数据，支持顶点增删改操作
    
  • 输出阶段：使用Append()方法将新顶点写入流对象，RestartStrip()重置三角带
    
  
  
• 图元操作机制：
  
  
  
  • 增删控制：通过maxvertexcount限制单次调用最大输出顶点数（建议值3-20个）
    
  • 修改方式：在齐次裁剪空间重新计算顶点位置
    
  • 分裂实现：例如将三角形拆分为多个子三角形时需重新计算法线
    
  
  

URP实现步骤

• Shader基础结构：
  1. hlsl
  2. Shader "Custom/URPGeoShader" {
  3.     Properties { _Extrude("Extrude", Float) = 0.1 }
  4.     SubShader {
  5.         Pass {
  6.             HLSLPROGRAM
  7.             #pragma vertex vert
  8.             #pragma geometry geom
  9.             #pragma fragment frag
  10.             #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
  12.             struct v2g {
  13.                 float4 posOS : TEXCOORD0;
  14.                 float3 normalOS : NORMAL;
  15.             };
  17.             struct g2f {
  18.                 float4 posCS : SV_POSITION;
  19.                 float3 normalWS : TEXCOORD0;
  20.             };
  22.             [maxvertexcount(6)]
  23.             void geom(triangle v2g input[3], inout TriangleStream<g2f> stream) {
  24.                 // 几何处理逻辑
  25.             }
  26.             ENDHLSL
  27.         }
  28.     }
  29. }

  复制代码
• 关键参数说明：
  
  
  
  • PrimitiveType：支持point/line/triangle及其邻接类型
    
  • Stream类型：PointStream/LineStream/TriangleStream三种输出流
    
  • 性能优化：建议输出标量总数控制在20个以内
    
  
  

典型应用案例

模型细分：

[code]hlslvoid geom(triangle v2g input[3], inout TriangleStream stream) {    float3 center = (input[0].posOS + input[1].posOS + input[2].posOS) / 3;    for(int i=0; i