유니티 렌더 파이프라인 (Render Pipeline)

게임 그래픽 프로그래밍/개인공부

유니티 렌더 파이프라인 (Render Pipeline)

Bueong_E 2023. 7. 26. 20:16

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https://docs.unity3d.com/Manual/BestPracticeLightingPipelines.html

https://docs.unity3d.com/kr/2021.1/Manual/render-pipelines.html

렌더 파이프라인 - Unity 매뉴얼

렌더 파이프라인은 씬의 콘텐츠를 가져와서 화면에 표시하는 일련의 작업을 수행합니다.

docs.unity3d.com

유니티 렌더 파이프라인이란?
- 씬의 콘텐츠를 가져와서 화면에 표시하는 일련의 작업을 수행하는 기능.
- 수행하는 작업의 종류
  - 컬링
  - 렌더링
  - 포스트 프로세싱
- 종류
  - 빌트인 렌더 파이프라인
  - 유니버셜 렌더 파이프라인(URP)
  - 고해상도 렌더 파이프라인(HDRP)
  - 유니티의 스크립터블 렌더 파이프라인 API를 활용한 커스텀 렌더 파이프라인
- 렌더링 파이프라인
  - 애플리케이션(Aplication) => 지오메트리(Giometry) => 래스터라이저(Rasterizer)
    - 애플리케이션(Aplication) 스테이지
      - 애플리케이션 상에서 처리되는 단계
      - GPU 파이프라인인 그래픽스 렌더링 파이프라인 보통 GPU파이프라인을 의미하여 애플리케이션 스테이지에는 포함되지 않지만 본격적인 렌더링 파이프라인 진입전 CPU에서 필요한 연산을 처리하기 떄문에 큰의미로는 렌더링 파이프라인의 일부분이 된다.
    - 지오메트리(Giometry) 스테이지
      - 지오메트리를 구성하는 버텍스와 폴리곤의 처리를 담당
      - 지오메트리 스테이지 과정
        
        Culling (클리핑)
        
        클리핑은 뷰 프러스텀(View Frustum)밖에 위치한 객체들을 제거하는 과정.
        
        뷰 프러스텀은 카메라가 보이는 영역을 나타냄.
        
        객체들의 경계를 비교하여 가시성이 없는것은 제거.
        
        정점 변환과 변환 스테이징(Vertex Transformation and Transform Staging)
        
        각 객체의 정점들은 월드 좌표계(World Space)에서 뷰 좌표계(View Space)로 변환.
        
        카메라의 위치와 방향에 맞게 정점들을 변환하여 뷰 공간에서의 상대적인 위치를 계산하는 과정.
        
        여러번의 변환과정을 거쳐 최종적으로 클리핑을 위한 좌표계로 변환.
        
        정점 쉐이더(Vertex Shader)
        
        정점 쉐이더는 정점들의 위치, 색상, 텍스처 좌표 등의 정보를 처리하는 프로그램.
        
        이동시키거나 추가 정보를 계산하거나 기타 변환작업등을 수행.
        
        후면 컬링(Backface Culling)
        
        정점들을 이용하여 각 삼각형의 뒷면과 앞면을 판별하는 과정.
        
        뒷면을 렌더링 하지 않음고 제거함으로 렌더링 성능을 최적화함.
        
        삼각형 클리핑(Triangle Clipping)
        
        클리핑 단계에서 프러스텀 안에 들어왔더라도 일부 삼각형들은 여전히 프러스텀의 경계를 벗어날 수 있음, 이러한 삼각형들은 화면에 표시되기 전에 클리핑되어 프러스텀 내부로 제한하는 기능.
    - 레스터라이저 스테이지
      - 오브젝트를 그리는 픽셀들을 추리고 픽셀의 색상을 결정.
      - 버텍스 쉐이더를 거쳐 지오메트리가 구축되면 화면의 어느 픽셀에 그려져야 하는지 결정됨.
      - 메시의 폴리곤에 속한 영역을 픽셀로 매칭시키는 과정.
      - 뎁스버퍼, Z-버퍼를 이용해 깊이 판정을 하고 블렌딩을 통해 최종 출력 색상을 결정.

여기까지 유니티의 기본적인 렌더 파이프라인 과정을 정리해보았다.

전부 세세하게 분석한것은 아니지만 어느정도 파이프라인의 큰 뼈대를 정리할수 있었다.

다음 포스팅에는 유니티가 제공하는 URP 와 HDRP에 대해 좀 더 자세히 포스팅할 예정

참고 블로그 : https://novemberfirst.tistory.com/114

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