如何客製化LWRP渲染流程

由於客製化LWRP渲染流程可以參考的例子並不多，目前是以BoatAttack為主，但這個案例過於複雜，在業界同好的盛情下，寫了一個以簡易水相關的案例，希望達拋專引玉的效果。BoatAttack

為什麼選擇水來當例子，主要是因為水的實作通常跟渲染流程有很大的關係，如同我前一篇文章介紹的反射、折射…等，比單一Shader效果複雜許多。

這裡我們要處理反射（倒影）及折射（水透到下面的地方），如下圖：

所以我們需要的素材有：

1. 反射貼圖
2. 水面深度貼圖
3. 折射貼圖（也就是在畫水之前目前的背景圖）

因此我們需要一個射影機來拍射反射，而反射矩陣（拍射的角度及位置）需要根據目前的射影機來計算，進而拍射出反射貼圖。另外我們還需要在畫水之前，依照水面的深度來決定如何透出水面下的東西，所以也需要以目前的射影機拍射水面深度貼圖。至於折射貼圖，我們只要在畫水之前，將目前的畫面拷貝一份即可。

所以流程就是：
拍射反射貼圖=>拍射水面深度貼圖=>拷貝目前背景當折射貼圖=>渲染水體。

有了這個基本想法後，我們來看看如何在LWRP下，透過他提供的介面，不改其代碼來做到這些事情，另外所有的LWRP interface都要繼承MonoBehaviour，並放在要渲染的射影機下，讓他抓取這些介面跟我們溝通：

1. IBeforeCameraRender：我寫了一個PlaneReflectionProcessor來繼承IBeforeCameraRender，這樣就可以透過ExecuteBeforeCameraRender這個事件來取得在Camera一開始渲染的時機，並在它傳入的Camera參數中取得目前射影機的矩陣，接下來就可以讓Reflection Camera依照目前的射影機設定好參數，並計算反射矩陣，之後就可以呼叫RenderSingleCamera來渲染反射貼圖，要記得設好過濾掉Water這個layer，因為完全不需要拍射到水。
2. IRendererSetup：其實一開始並不打算實作這個介面，但因為想利用Multi Render Target的方式來達到渲染水面深度貼圖的目的（其實也可以擺在DepthOnlyPass來一起處理，讀者可以自行調整）。所以這裡寫了一個MySRPRenderSetup，用來處理客製化自己的渲染流程，不走LWRP的DefaultRendererSetup的流程。
3. RenderOpaqueWithPlaneDepthPass：接下來在MySRPRenderSetup下，加了一個RenderOpaqueWithPlaneDepthPass，來取代RenderOpaqueForwardPass，用一個Pass同時渲染ColorBuffer及渲染水面深度貼圖，為了這個目的，我們還要另外提供一個MRT的Shader來渲染物件，細節請參考MRTBase檔裡的CustomLightweight/MRTBase的代碼。
4. DrawSkyAndCopyBackGroundPass：這裡用這個Pass取代了DrawSkyboxPass，主要的目的就是在畫水之前把目前的渲染的結果copy起來，以提供在畫水的時候可以依照深度攤提折射（透的程度）。
5. 接下來就可以畫水了，Shader相當簡單，詳情請看代碼WaterPlane.shader。
6. 水的渲染流程要在所有opaque物件畫完之後，於是擺在Transparent的RenderQueuqe，但為了能讓水也可以接受影子 ，目前DepthOnlyPass只能拍射出opaque的depth，所以寫了一個CaptureAllDepthOnlyPass來取代他。

由左而右，依序為反射，深度，水面深度，折射（copy畫水之前的背景圖）

到了這裡，應該差不多做完了，為了享受LWRP的multi light，特別加了一些點光源，來強化使用LWRP的價值。另外為了完整性，這裡加了一個Grayscale post Effect，讓整個客究化流程更完整，渲染結果如下：

相關GitHub專案連結：
HelloLWRP

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