【Unity面试题】渲染管线主要阶段有哪些？每一个阶段在做什么？

简单来说，渲染管线是一条从 场景数据 → 屏幕图像 的生产流水线。下面我们结合流程图，讲讲它的每一个阶段在做什么。

一、应用阶段（Application）——让世界动起来

这一阶段其实还没开始“画图”。它属于游戏逻辑层：C# 脚本运行、动画播放、物体移动、摄像机更新，所有能改变场景状态的行为都发生在这里。

关键点：

这一阶段决定了“下一帧要画什么”。脚本中的
Update()、
LateUpdate()、
FixedUpdate() 都属于这里。当 Transform、动画或粒子变化时，它们会影响接下来的渲染结果。

可以理解为：这是“导演排好演员站位”的阶段。

二、几何阶段（Geometry Processing）——挑演员上场

场景中可能有几千个物体，但不可能全都画。渲染管线要先挑选哪些是“观众（摄像机）能看到的”，这叫 剔除（Culling）。

包含三步：

视锥体剔除（Frustum Culling）：超出摄像机视野的物体直接不画。遮挡剔除（Occlusion Culling）：被墙体挡住的物体也不画。渲染排序（Rendering Order）：把不透明物体排在前面画，透明物体排在后面画。

经过这一阶段，Unity 就得到了一份“待渲染列表”。可以想象成：导演选好了要上镜的演员，并安排好出场顺序。

三、顶点处理（Vertex Processing）——确定每个顶点的位置

接下来，每个网格模型的顶点会交给 顶点着色器（Vertex Shader） 处理。

主要任务：

把顶点从模型空间依次变换到世界空间、摄像机空间、裁剪空间。计算法线方向、UV 坐标，为后续光照和纹理做准备。

通俗理解：这是“摄影师根据灯光、角度调整镜头”的过程。

四、图元装配与光栅化（Rasterization）——把面拆成像素

顶点经过变换后会组成一个个三角形（图元），接下来要做的就是把这些三角形“投影”到屏幕上。

这一过程叫 光栅化（Rasterization）。它会：

计算每个三角形在屏幕上的覆盖范围。生成对应的像素（片元 Fragment）。

就像把三角形“盖章”到屏幕上，每个像素准备进入下一步的上色阶段。

五、片元处理（Fragment Shader）——决定每个像素的颜色

这是最精彩的一步，也是显卡最忙的一步。片元着色器（Fragment Shader） 决定屏幕上每个像素的最终颜色。

关键内容包括：

纹理采样：读取贴图颜色。光照计算：根据法线、光源、材质计算亮度。阴影判断：是否被遮挡、阴影多深。

这一阶段的计算最密集，Shader 的复杂程度直接影响性能。

可以把它理解成：这是“化妆师给演员上妆、打光、修饰”的过程。

六、合成与输出（Blending & Output）——让像素真正上屏

所有片元都算完了，还得经过一些考核才能“上镜”：

深度测试（Depth Test）：前面的挡住后面的，谁更近谁显示。模板测试（Stencil Test）：控制哪些区域能被绘制。混合（Blending）：半透明物体与背景颜色混合。

最终结果被写入帧缓冲（Frame Buffer），这时画面已经基本完成。

可以理解为：这一阶段是“后期合成师”把所有镜头叠加出最终画面。

七、后处理（Post Processing）——加点特效

渲染完成后，Unity 还可以执行一系列视觉特效，比如：

Bloom（泛光）：让亮部更柔和。Color Grading（色调调整）：统一画面氛围。Motion Blur（运动模糊）：模拟高速移动效果。

这些属于“特效师”阶段，让画面更有电影质感。

八、显示到屏幕（Display）——观众看到的最终画面

所有处理结束后，帧缓冲的内容被送到显示设备（显示器、手机屏幕、VR 头显），这一帧终于呈现在我们眼前。

下一帧又开始重复整个流程。

总结

Unity 渲染管线做的事，就是从场景中挑选可见的物体，经过一系列计算、变换、光照与特效处理，最终在屏幕上绘制出一帧画面。

理解这个流程的意义在于：

你能更好地优化性能（知道哪里最耗时）。你能理解 Shader 和 SRP（URP/HDRP）的设计原理。你能掌控渲染顺序、透明效果、甚至自定义管线。

渲染管线是一条从数据到图像的清晰路径。只要理解它，你就能真正掌握游戏画面的灵魂。