渲染路径

Forward

渲染流程

待渲染几何体 → 顶点着色器 → 片元着色器 → 渲染目标

优缺点

缺点

光源数量对计算复杂度影响巨大
访问深度等数据需要额外计算

优点

支持半透明渲染
支持使用多个光照pass
支持自定义光照计算方式（延迟渲染因为是用整个Light Pass去计算所有的光照，所以不支持每一个物体用单独的光照方式计算）

Deferred

渲染流程

首先将场景渲染一次，获取到的待渲染对象的各种几何信息存储到G-buffer中，然后第二个pass再遍历所有G-buffer中的位置、颜色、法线等参数，执行一次光照计算。

一个典型的G-Buffer：

优缺点

缺点

对MSAA支持不友好
透明物体渲染存在问题
占用大量的显存带宽

优点

大量光照场景优势明显
只渲染可见像素，节省计算量
对后处理支持良好
用更少的shader

Forward+

渲染流程

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// 伪代码
// Depth PrePass
foreach object in sceen
        get depth
// Light Culling
foreach tile in screen:
        get max min depth
        Frustum  Intersection test
        Generate a list of light 
// Final Shading
foreach pixel in screen:
    foreach light in light_list_of_this_tile:
        pixelLighting += light_contribution_to_pixel(light,pixel)

Depth PrePass

只渲染深度，相当于 Z-Prepass，因此其实也可以结合 HiZ 或者 Early-Z 来。

Light Culling

全程在 GPU Compute Shader 中完成，分为屏幕分块 → Tile 视锥构建 → 光源视锥相交测试 → 光源列表生成四步。

最容易影响整体Forward+效率的阶段也就是Light Culling阶段。

屏幕分块（Tile Grid）

每个 Tile 对应一个线程组（Thread Group），线程数 = Tile 内像素数（如 16×16=256 线程）
为每个 Tile 分配：LightList[MaxLightPerTile]（光源索引数组）、LightCount（光源数量）

构建 Tile 视锥体（Tile Frustum）

每个 Tile 对应一个 3D 视锥体，包含空间范围和深度范围
根据 Tile 内最大最小深度，把 Tile 的 2D 屏幕矩形，拉伸为 3D 视锥体

光源与 Tile 视锥相交测试

点光（Point Light）：用球体（Sphere）表示，中心 = 光源位置，半径 = 光源影响范围。
聚光（Spot Light）：用圆锥体（Cone）+ 球体表示。
方向光（Directional Light）：通常不参与剔除（影响全屏幕），直接加入所有 Tile 的 Light List。

光源列表生成与存储

Final Shading

从Light List中获取到影响该像素的光源。然后进行相应的着色计算。

优缺点

缺点

Light Culling效果不稳定，Light Culling是基于深度u去做的，场景每帧的深度信息都不一样，导致每帧最终生成的light List也是不一样的。
寻找minZ和maxZ需要遍历Tile中的像素，有一定的性能消耗，由其是在移动端。并且现在的实现是强依赖Computer Shader，可能兼容性没那么好
强制的 early depth test，在某些三角形数量特别多的场景，这个可能会成为瓶颈

优点

对多光源的支持
有Forward的一切好处(透明物体的支持以及MSAA，复杂材质的支持)

TBR TBDR

渲染流程

优缺点

缺点

优点

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/408238134

https://zhuanlan.zhihu.com/p/553907076

https://zhuanlan.zhihu.com/p/672881713

https://zhuanlan.zhihu.com/p/112120206