Unity渲染流程（底层逻辑）

矩阵

概念

矩阵本质就是一个n*n 的数据，它可以在Unity中可以帮助GameObject进行平移、旋转和缩放。同样在渲染中它最大的作用是可以变换坐标空间。

矩阵在 Shader 中的实际应用

在Unity渲染中，不管是光线计算、顶点计算、像素计算、法线计算，所有的计算有一个公共的规则，就是需要在同一个坐标空间下计算（通常是在世界坐标或者视图空间）

渲染流程

当 GPU 处理顶点时，需要将模型坐标系下的点转换到屏幕空间，步骤是：

模型空间 -> 世界空间 -> 相机空间 -> 裁剪空间 -> 屏幕空间

每次的空间转换都是通过矩阵来计算的。

底层逻辑

接下来，我们了解下在Unity中模型空间坐标到底是如何转换到世界空间坐标的。

首先我们要弄清一些我们已知的信息

1. 模型空间每个顶点的坐标位置
2. Unity编辑器中模型的Transform数据，包括position , rotation , scale
3. 相机的Transform数据，包括 position , rotation
4. 相机信息，包括Field of View，Aspect，Near，Far等

然后我们要弄清楚我们需要什么信息

1. 世界空间每个顶点坐标信息
2. 相机空间每个顶点坐标信息
3. 裁剪空间每个顶点坐标信息

最后我们就是要弄清楚我们怎么样得到需要的信息

1. 模型的Transform数据可以得到TRS矩阵，通过矩阵跟模型空间坐标计算得到世界空间的坐标信息
2. 相机的Transform数据可以得到Camera TR矩阵，（注意下，相机的scarl缩放数据是无用的，不参与矩阵变换计算），同理通过Camera TR矩阵计算得到相机空间坐标信息
3. 至于得到裁剪空间坐标位置就是完全由Unity编辑器完成，它会通过Field of View，Aspect，Near，Far相机信息，从3D压缩到2D空间中，最终得到了我们裁剪空间坐标信息

裁剪空间 -> 屏幕空间

一开始，我混淆了这两个空间，以为裁剪空间就是屏幕空间，但其实裁剪空间就是Shader代码中的SV_Position 语义下数据信息。

那么从裁剪空间到屏幕空间Unity到底做了哪些操作呢

1. NDC（标准化设备坐标）
2. 绘制像素颜色值
3. 深度测试，检测物体有没有被覆盖
4. 生成片元，计算插值参数

NDC（标准化设备坐标）

概念：裁剪空间到屏幕空间中比较重要的一步，它的作用是

1. 给裁剪空间的坐标信息进行归一化，统一成标准立方体
2. 可以实现近大远小效果，根据距离来实现
3. 能正确计算插值参数

总结

以上就是Unity渲染空间变换中每一步具体底层实现的逻辑步骤，希望对大家能有所帮助